WO2022024822A1 - Ｗｄｍ合分波デバイス - Google Patents

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WO2022024822A1
WO2022024822A1 PCT/JP2021/026861 JP2021026861W WO2022024822A1 WO 2022024822 A1 WO2022024822 A1 WO 2022024822A1 JP 2021026861 W JP2021026861 W JP 2021026861W WO 2022024822 A1 WO2022024822 A1 WO 2022024822A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
filter
filters
wdm
demultiplexing device
wavelength
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/026861
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
修 島川
正人 田中
英一郎 山田
英久 田澤
Original Assignee
住友電気工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 住友電気工業株式会社 filed Critical 住友電気工業株式会社
Publication of WO2022024822A1 publication Critical patent/WO2022024822A1/ja

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293—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

Definitions

  • the present disclosure relates to WDM duplexing devices.
  • This application claims priority based on Japanese Application No. 2020-129016 dated July 30, 2020, and incorporates all the contents described in the Japanese application.
  • Patent Document 1 includes a WDM including an input collimator, a collimator group consisting of a plurality of collimators arranged in a predetermined direction, and a thin film filter group consisting of a plurality of thin film filters arranged to face each collimator.
  • WDM Wavelength Division Multiplexing
  • Combined demultiplexing devices are described.
  • Each thin film filter transmits only a beam having a specific wavelength and reflects a beam other than the specific wavelength.
  • the input collimator inputs the beam to each of the plurality of thin film filters and the plurality of collimators.
  • the WDM demultiplexing device includes a pair of collimators and a thin film filter group arranged along the optical axis direction of the beam from the input collimator.
  • the beam from the input collimator can widen its beam diameter as it repeats reflection and transmission in each thin film filter.
  • a relay lens is arranged in the middle of the optical path of the beam, and the spread of the beam diameter is suppressed by the relay lens.
  • Patent Document 2 describes a WDM duplexing / demultiplexing device provided with a glass block.
  • a collimator group consisting of a plurality of collimators to which a thin film filter is attached is arranged on each side of the glass block.
  • the beam emitted from the collimator through the thin film filter reaches another thin film filter through the glass block and is transmitted or reflected in the thin film filter.
  • the filter surface of each thin film filter has a convex lens shape.
  • the WDM demultiplexing device has a base extending in the first direction and a second direction intersecting the first direction, and a wavelength including a specific wavelength while transmitting light in a wavelength range including a specific wavelength.
  • a WDM duplexing device having a filter that reflects light outside the range and a plurality of collimators.
  • a plurality of filters having different specific wavelengths are arranged on the base so as to be arranged along the first direction.
  • the plurality of collimators are arranged on the base along the first direction and are optically connected to each of the plurality of filters.
  • the plurality of filters are arranged so that the positions of the two filters adjacent to each other in the first direction are displaced from each other in the second direction.
  • FIG. 1 is a diagram showing a WDM combined demultiplexing device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing a filter of the WDM duplexing / demultiplexing device of FIG.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing incident light and reflected light in the filter of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a perspective view schematically showing the base of the WDM demultiplexing device of the comparative example and the alignment of the filter on the base.
  • FIG. 5 is a side view schematically showing the base of FIG. 4 and the alignment of the filter on the base.
  • FIG. 6 is a side view schematically showing the continuation of the alignment of the filter of FIG.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a collimator of the WDM demultiplexing device of FIG.
  • FIG. 8 is a front view showing the collimator and chuck of FIG. 7.
  • FIG. 9 is a diagram showing a base and a filter of a WDM combined demultiplexing device according to a modified example.
  • FIG. 10 is a diagram showing a base and a filter of a WDM duplexing / demultiplexing device according to a modification different from that of FIG.
  • the WDM demultiplexing device has a base extending in the first direction and a base extending in the second direction intersecting the first direction, and transmits light in a wavelength range including a specific wavelength and other than the wavelength range including the specific wavelength. It is a WDM combined demultiplexing device having a filter that reflects light and a plurality of collimators. A plurality of filters having different specific wavelengths are arranged on the base so as to be arranged along the first direction. The plurality of collimators are arranged on the base along the first direction and are optically connected to each of the plurality of filters. The plurality of filters are arranged so that the positions of the two filters adjacent to each other in the first direction are displaced from each other in the second direction.
  • a plurality of filters and a plurality of collimators are arranged on a base extending in the first direction and the second direction.
  • Each of the plurality of filters transmits light in a wavelength range including a specific wavelength different from each other, and reflects light outside the wavelength range including the specific wavelength.
  • Each of the plurality of collimators is arranged so as to face each of the plurality of filters, and is optically connected to the opposing filters.
  • Each of the plurality of filters and the plurality of collimators is arranged so as to be arranged along the first direction. Then, the positions of the two filters adjacent to the first direction in the second direction are deviated from each other.
  • the positions of the two filters adjacent to each other in the second direction are deviated from each other, it is possible to prevent the adjacent filters from being obstructed even if the filters are rotated or the like to be aligned. Therefore, even if the filters are densely arranged in order to shorten the optical path length, it is possible to suppress that the adjacent filters interfere with the alignment at the time of alignment, so that the alignment of each filter can be performed with high accuracy. Then, it is possible to suppress the expansion of the beam diameter of the light and suppress the decrease in the coupling efficiency of the light received by the collimator.
  • Each filter has a plate shape having a thickness in the second direction, and the amount of deviation in the second direction of the two filters adjacent to each other in the first direction is 1 times or more and 2 times or less the thickness of each filter. May be.
  • the amount of deviation in the second direction of the two filters adjacent to each other is 1 times or more the thickness of the filter, it is possible to more reliably suppress the interference between the filters.
  • the amount of deviation in the second direction of the two filters adjacent to each other is twice or less the thickness of the filter, the deviation of the optical path length can be suppressed.
  • the above-mentioned WDM demultiplexing device may include a first filter group and a second filter group, each of which includes a plurality of filters arranged along the first direction.
  • the first filter group and the second filter group may be arranged along the second direction.
  • the two filters in the first filter group that are adjacent to each other in the first direction and the two filters in the second filter group that are adjacent to each other in the first direction may be offset in the same direction along the second direction. In this case, since the deviations in the second direction of the two filters adjacent to each other in the first direction in the two filter groups are in the same direction, the fluctuation of the optical path length between the filters can be suppressed.
  • a plurality of filters may be arranged in a staggered pattern.
  • the direction of deviation in the first filter and the second filter is the second filter and the third filter.
  • the direction is opposite to the direction of deviation in the filter. Therefore, since the plurality of filters are arranged in a zigzag shape, it is possible to suppress the enlargement of the base in the second direction even when the number of filters is large.
  • the plurality of filters may be arranged so as to have a first protruding portion protruding to one side in the second direction and a second protruding portion protruding to the other side in the second direction.
  • the plurality of filters are arranged in an S shape having a first protruding portion protruding to one side in the second direction and a second protruding portion protruding to the other side in the second direction. Therefore, even when the number of filters is large, it is possible to suppress the enlargement of the base in the second direction.
  • the minimum value of the difference between the two specific wavelengths may be 0.8 nm or less.
  • the WDM demultiplexing device may be configured as a DWDM device.
  • DWDM Dense WDM
  • it is required to strictly control the wavelength as compared with the case of a CWDM (Coarse WDM) device, and it is required to align each filter with higher accuracy.
  • the positions of the filters adjacent to each other in the second direction are displaced from each other, so that the adjacent filters are obstructed even when the WDM demultiplexing device is configured as a DWDM demultiplexing device. It can be suppressed and centered with high accuracy.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an exemplary WDM duplexing / demultiplexing device 1.
  • the WDM demultiplexing device 1 includes a first optical waveguide 11 and N (N is a natural number of 2 or more) second optical waveguide 12.
  • the WDM demultiplexer / demultiplexer device 1 is a wavelength demultiplexer that can be used as a wavelength demultiplexer and a wavelength demultiplexer.
  • the WDM demultiplexing device 1 When the WDM demultiplexing device 1 is used as a wavelength demultiplexer, the WDM demultiplexing device 1 is included in the wavelength division multiplexing light propagating through the first optical waveguide 11, and has N wavelength components ⁇ having different wavelengths from each other. Each of 1 to ⁇ N is demultiplexed, and each wavelength component is incident on the corresponding second optical waveguide 12.
  • the WDM demultiplexing device 1 When the WDM demultiplexing device 1 is used as a wavelength demultiplexer, the WDM demultiplexing device 1 combines N wavelength components ⁇ 1 to ⁇ N propagating through each second optical waveguide 12. Wavelength-multiplexed light is used, and the wavelength-multiplexed light is incident on the first optical waveguide 11.
  • the first optical waveguide 11 and the second optical waveguide 12 are, for example, single-mode fibers.
  • the WDM demultiplexing device 1 includes a base 2 extending in the first direction D1 and a second direction D2 intersecting the first direction D1, a first collimator 3, N second collimators 4, and N-1 pieces.
  • the filter 5 is provided.
  • the base 2 has, for example, a rectangular plate shape.
  • the first direction D1 is the lateral direction of the base 2
  • the second direction D2 is the longitudinal direction of the base 2.
  • the base 2 is made of metal, for example.
  • a plurality of second collimators 4 are arranged on the base 2 so as to be lined up along the first direction D1.
  • the plurality of second collimators 4 are optically connected to each of the plurality of filters 5.
  • a plurality of filters 5 are arranged on the base 2 so as to be arranged along the first direction D1.
  • Each of the plurality of filters 5 is a wavelength selection filter that transmits light of a specific wavelength and reflects light other than the specific wavelength.
  • the first collimator 3 is attached to the end of the first optical waveguide 11.
  • the first collimator 3 collimates the wavelength division multiplexing light from the first optical waveguide 11.
  • the WDM demultiplexing device 1 is used as a wavelength division duplexer, the first collimator 3 collects wavelength division multiplexing light on the first optical waveguide 11.
  • Each of the N second collimators 4 is attached to the second optical waveguide 12.
  • the second collimator 4 collects wavelength components incident on the second optical waveguide 12.
  • the WDM demultiplexing device 1 is used as a wavelength duplexer, the second collimator 4 collimates the wavelength component from the second optical waveguide 12.
  • the first collimator 3 is arranged on one side (right side in FIG. 1) of the second direction D2 of the base 2.
  • a plurality of second collimators 4 are arranged on one side and the other side of the second direction D2 of the base 2.
  • a plurality of (6 or 7 in the example of FIG. 1) second collimators 4 are arranged along the first direction D1 on one side and the other side of the second direction D2 of the base 2.
  • a first filter group C1 and a second filter group C2 including a plurality of filters 5 are provided on one side and the other side of the second direction D2 of the base 2, respectively.
  • a plurality of (six in the example of FIG. 1) filters 5 are arranged along the first direction D1.
  • the positions of the second direction D2 in the two second collimators 4 adjacent to each other in the first direction D1 of the plurality of second collimators 4 are deviated from each other.
  • one second collimator 4 is displaced to one side of the second direction D2 (for example, the left side in FIG. 1), and the other second collimator 4 is It is displaced to the other side of the second direction D2 (for example, the right side in FIG. 1).
  • the positions of the second directions D2 in the two filters 5 adjacent to each other in the first direction D1 are deviated from each other as in the case of the plurality of second collimators 4. That is, of the two filters 5 arranged along the first direction D1, one of the filters 5 is displaced to one side of the second direction D2, and the other filter 5 is displaced to the other side of the second direction D2. .. In the first filter group C1 and the second filter group C2, the positions of the second directions D2 in the two filters 5 adjacent to each other in the first direction D1 are deviated from each other in the same direction.
  • the deviation of the filter 5 in the first filter group C1 in the second direction D2 and the deviation of the filter 5 in the second filter group C2 in the second direction D2 are in the same direction.
  • the plurality of filters 5 are arranged in a staggered pattern. That is, of the plurality of filters 5 arranged along the first direction D1, the first filter 5 is deviated to one side of the second direction D2, and the second filter 5 is the other side of the second direction D2.
  • the 2k-1st filter 5 (k is a natural number) is shifted to one side of the second direction D2.
  • the 2kth filter 5 is displaced to the other side of the second direction D2.
  • the plurality of filters 5 are arranged in a zigzag shape that alternately shifts to one side and the other side of the second direction D2.
  • the arrangement mode of the plurality of filters 5 in the first filter group C1 and the arrangement mode of the plurality of filters 5 in the second filter group C2 are, for example, the same as each other.
  • the optical path L1 connecting the first collimator 3 and the first second collimator 4 passes through the first filter 5.
  • the optical path L2 connecting the first filter 5 and the second second collimator 4 passes through the second filter 5.
  • the optical path L3 connecting the second filter 5 and the third second collimator 4 passes through the third filter 5.
  • the optical path L (N-1) connecting the N-2nd filter 5 and the N-1st second collimator 4 passes through the N-1st filter 5.
  • FIG. 1 shows an example in which the value of N is 13. However, the value of N may be changed as long as it is 2 or more.
  • the plurality of filters 5 are bandpass filters that transmit light (wavelength component) in a wavelength range (wavelength component) including different specific wavelengths and reflect light having a wavelength component other than each wavelength component.
  • Each of the filters 5 is a bandpass filter that transmits light in a wavelength range (wavelength component) including a specific wavelength and reflects light other than the wavelength component, and the specific wavelength is different for each filter 5. That is, the first filter 5 transmits the light of the wavelength component ⁇ 1 and reflects the light of the other wavelength component ⁇ 2 to ⁇ N.
  • the second filter 5 transmits the light of the wavelength component ⁇ 2 and reflects the light of the other wavelength components ⁇ 1 and ⁇ 3 to ⁇ N.
  • the N-1st filter 5 transmits the light of the wavelength component ⁇ N-1 and reflects the light of the other wavelength components ⁇ 1 to ⁇ N-2 and ⁇ N.
  • ⁇ 1 to ⁇ N have a wavelength in the range of 1260 nm to 1620 nm, and the wavelength interval between the wavelength component ⁇ N and the wavelength component ⁇ N-1 is 0.8 nm or less (corresponding to 100 GHz in the frequency interval).
  • the WDM demultiplexing device 1 is a DWDM demultiplexing device.
  • ⁇ 1 to ⁇ N may be in the wavelength range of 1530 nm to 1570 nm.
  • the wavelength may be in the range of 1260 nm to 1360 nm.
  • the DWDM combined demultiplexing device is used.
  • the wavelength interval between the wavelength component ⁇ N and the wavelength component ⁇ N-1 may be 20 nm.
  • the WDM demultiplexing device 1 is a CWDM demultiplexing device. In this case, it contributes to cost reduction.
  • wavelength division multiplexing light including N wavelength components ⁇ 1 to ⁇ N is input from the first optical waveguide 11.
  • This wavelength division multiplexing light is collimated by the first collimator 3 and reaches the first filter 5.
  • the light of the wavelength component ⁇ 1 passes through the first filter 5 and is guided to the second optical waveguide 12 via the first second collimator 4.
  • Light of other wavelength components ⁇ 2 to ⁇ N is reflected by the first filter 5 and reaches the second filter 5.
  • the wavelength component ⁇ 2 passes through the second filter 5 and is guided to the second optical waveguide 12 via the second second collimator 4.
  • the wavelength component ⁇ N-1 passes through the N-1st filter 5 and is guided to the second optical waveguide 12 via the N-1st second collimator 4. Then, the wavelength component ⁇ N reflected from the N-1st filter 5 is guided to the second optical waveguide 12 via the Nth second collimator 4.
  • the WDM duplexing / demultiplexing device 1 When the WDM duplexing / demultiplexing device 1 operates as a wavelength division multiplexing device 1, light containing individual wavelength components is input from N second optical waveguides 12.
  • the light having the wavelength component ⁇ N is reflected by the N-1st filter 5.
  • the light of the wavelength component ⁇ N-1 passes through the N-1st filter 5 and is reflected by the N-2nd filter 5.
  • the light of the wavelength component ⁇ N-2 passes through the (N-2) th filter 5 and is combined with the light of the wavelength components ⁇ N and ⁇ N-1 , and the wavelength components ⁇ N , ⁇ N-1 and ⁇ N -1 are combined.
  • the light of -2 is reflected by the (N-3) th filter 5. After that, similarly to this, the light of the wavelength component ⁇ 1 is sequentially combined, and the wavelength multiplex light including N wavelength components ⁇ 1 , ⁇ 2 ... ⁇ N is guided to the first optical waveguide 11.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration example of the filter 5.
  • the filter 5 has a plate shape having a thickness in the second direction D2.
  • the exemplary filter 5 is an AR coat 5d (Anti Reflection) provided on the opposite side of the glass substrate 5b, the WDM thin film filter 5c provided on one side of the glass substrate 5b, and the WDM thin film filter 5c of the glass substrate 5b. Coating) and.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing the light H1 before reflecting the filter 5 and the light H2 after reflecting the filter 5.
  • the light H1 having wavelength components ⁇ 1 to ⁇ N passes through the AR coat 5d and the glass substrate 5b.
  • Light H1 is considered to be divergent light.
  • the light having the wavelength component ⁇ 1 is transmitted through the WDM thin film filter 5c, and the light H2 having the wavelength components ⁇ 2 to ⁇ N is reflected from the WDM thin film filter 5c. do.
  • the WDM thin film filter 5c has a warp 5f that is curved so as to protrude in the filter 5.
  • the light H1 which was divergent light is converted into the light H2 which is parallel light and reflected by the warp 5f.
  • the warp 5f has a spherical shape, and the radius of curvature of the warp 5f is 50 mm or more.
  • the configuration of the filter 105 is, for example, the same as the configuration of the filter 5.
  • the plurality of filters 105 are arranged so as to be linearly arranged along the first direction D1 on the base 102.
  • Each filter 105 is fixed to the base 102 via an adhesive 103.
  • ⁇ x indicates a direction around the X axis
  • ⁇ y indicates a direction around the Y axis
  • ⁇ z indicates a direction around the Z axis.
  • the filter 105 needs to be rotated or linearly moved at the time of alignment to determine the angle and position with high accuracy.
  • the filter 105 is gripped and centered by the chuck jig 101.
  • the chuck jig 101 has a pair of sandwiching portions 101b that sandwich the filter 105.
  • the chuck jig 101 aligns the filter 105 with each of the pair of sandwiched portions 101b applied to the side surface 105b of the filter 105 and the filter 105 is sandwiched between the pair of sandwiched portions 101b.
  • the alignment of the filter 105 includes, for example, alignment in the ⁇ y direction and alignment in the X-axis direction (direction in which the X-axis extends).
  • Alignment in the ⁇ y direction is performed in order to suppress the change in the wavelength band transmitted by the angle of incidence of light on the filter 5.
  • Alignment in the X-axis direction is performed in order to incident the light at an appropriate position of the filter 5, that is, to suppress the loss of light due to the light not being incident on the appropriate position of the filter 5.
  • the position of the second direction D2 (Z-axis direction) in the two filters 5 adjacent to each other in the first direction D1 (X-axis direction). are out of alignment with each other. Therefore, it is possible to prevent other adjacent filters 5 from interfering with the filter 5 to be aligned.
  • the amount of deviation A of the two filters 5 adjacent to each other in the second direction D2 is 1 times or more and 2 times or less the thickness B of the filter 5.
  • the deviation amount A may be 1.5 times the thickness B.
  • FIG. 7 is a perspective view showing an exemplary chuck jig 106 for gripping the second collimator 4.
  • FIG. 8 is a front view showing the second collimator 4 and the chuck jig 106.
  • the chuck jig 106 has a pair of sandwiching portions 106b that sandwich the second collimator 4, and each of the pair of sandwiching portions 106b is applied to the outer peripheral surface 4b of the second collimator 4.
  • the second collimator 4 is arranged with the second collimator 4 sandwiched between the pair of sandwiching portions 106b.
  • the chuck jig 106 of the second collimator 4 is different from, for example, the chuck jig 101 described above.
  • the chuck width W of the chuck jig 106 is the same as or smaller than the diameter E of the outer peripheral surface 4b of the second collimator 4. Therefore, it is possible to reduce the possibility that another second collimator 4 adjacent to the first direction D1 interferes with the second collimator 4. Therefore, in the example of FIG. 1, an example in which the positions of the second directions D2 in the two second collimators 4 adjacent to each other in the first direction D1 are displaced from each other has been described. However, the positions of the second direction D2 in the two second collimators 4 adjacent to each other in the first direction D1 do not have to be displaced from each other.
  • a plurality of filters 5 and a plurality of second collimators 4 are arranged on a base 2 extending in the first direction D1 and the second direction D2.
  • Each of the plurality of filters 5 transmits light having a specific wavelength and reflects light other than the specific wavelength.
  • Each of the plurality of second collimators 4 is arranged so as to face each of the plurality of filters 5, and is optically connected to the opposing filters 5.
  • Each of the plurality of filters 5 and the plurality of second collimators 4 is arranged so as to be arranged along the first direction D1. Then, in the plurality of filters 5, the positions of the second directions D2 in the two filters 5 adjacent to the first direction D1 are deviated from each other.
  • the positions of the two filters 5 adjacent to each other in the second direction D2 are deviated from each other, it is possible to prevent the adjacent filters 5 from being obstructed even if the filters 5 are rotated or the like to be aligned. Therefore, even if the filters 5 are densely arranged in order to shorten the optical path length, it is possible to suppress that the adjacent filters 5 interfere with the alignment. Therefore, the alignment of each filter 5 can be performed with high accuracy, and the expansion of the beam diameter of the light is suppressed to suppress the decrease in the coupling efficiency of the light received by the first collimator 3 or the second collimator 4. be able to.
  • Each filter 5 has a plate shape having a thickness B in the second direction D2, and the amount of deviation A of the two filters 5 adjacent to each other in the first direction D1 to the second direction D2 is the thickness of each filter 5. It may be 1 times or more and 2 times or less of B. In this case, the amount A of the two filters 5 adjacent to each other in the second direction D2 is at least once the thickness B of the filter 5, so that the filter 5 can be more reliably suppressed from being obstructed. can. When the amount of deviation A in the second direction D2 of the two filters 5 adjacent to each other is not more than twice the thickness B of the filter 5, the deviation of the optical path length between the filters 5 can be suppressed.
  • the WDM demultiplexing device 1 may include a first filter group C1 and a second filter group C2 including a plurality of filters 5 arranged along the first direction D1.
  • the first filter group C1 and the second filter group C2 are arranged along the second direction D2, and the two filters 5 adjacent to each other in the first direction D1 in the first filter group C1 and the second filter group C2.
  • the two filters 5 adjacent to each other in the first direction D1 are displaced in the same direction along the second direction D2. Therefore, in the first filter group C1 and the second filter group C2, the deviations of the two filters 5 adjacent to each other in the first direction D1 to the second direction D2 are in the same direction, so that the optical path length varies between the filters 5. Can be suppressed.
  • the plurality of filters 5 are arranged in a staggered pattern.
  • the direction of deviation in the first filter 5 and the second filter 5 is set.
  • the direction of deviation in the second filter 5 and the third filter 5 is opposite to that of the third filter 5. Therefore, since the plurality of filters 5 are arranged in a zigzag shape, it is possible to suppress the enlargement of the base 2 in the second direction D2 even when the number of filters 5 is large.
  • each filter 5 is a DWDM filter.
  • the DWDM filter is required to strictly control the wavelength as compared with the CWDM filter, and is required to be centered with higher accuracy.
  • the positions of the second directions D2 of the filters 5 adjacent to each other are displaced. As a result, even if the filter 5 is a DWDM filter, it is possible to suppress the interference of the adjacent filter 5 and perform alignment with high accuracy. Further, when the filter 5 is a DWDM filter, a large capacity transmission is possible.
  • the WDM demultiplexing device 21 and the WDM demultiplexing device 31 include a first collimator 3 and a second collimator 4 similar to the WDM demultiplexing device 1. However, for the sake of simplicity, the illustration of the first collimator 3 and the second collimator 4 is omitted.
  • the arrangement of the filter 5 of the WDM demultiplexing device 21 is different from that of the WDM demultiplexing device 1 described above.
  • the plurality of filters 5 are displaced in the second direction D2 from one side (for example, the upper side of FIG. 9) of the first direction D1 toward the other side (for example, the lower side of FIG. 9). ..
  • the plurality of filters 5 are displaced to one side of the second direction D2 (for example, the left side in FIG. 9) from one side of the first direction D1 toward the other side.
  • the virtual line F connecting the centers of the plurality of filters 5 is a virtual line F
  • the virtual line F extends diagonally linearly with respect to both the first direction D1 and the second direction D2.
  • the deviations of the plurality of filters 5 are the same as each other.
  • the WDM demultiplexing device 31 according to a further modification will be described with reference to FIG.
  • the plurality of filters 5 have a first protruding portion P1 protruding to one side of the second direction D2 and a second protruding portion P2 protruding to the other side of the second direction D2.
  • the virtual line F has an S-shape having a first protruding portion P1 and a second protruding portion P2.
  • the three filters 5 are arranged so as to be diagonally arranged toward one side of the second direction D2 (for example, the left side in FIG. 10), and the three filters 5 are arranged in the second direction. They are arranged so as to line up diagonally toward the other side of D2 (for example, the right side of FIG. 10).
  • each filter 5 is a bandpass filter, but the present invention is not limited to this.
  • each filter 5 may be a low-pass filter.
  • the first filter 5 transmits the light of the wavelength component ⁇ 1 and reflects the light of the other wavelength component ⁇ 2 to ⁇ N.
  • the second filter 5 transmits the light of the wavelength component ⁇ 2 and reflects the light of the other wavelength components ⁇ 1 and ⁇ 3 to ⁇ N.
  • the N-1st filter 5 transmits the light of the wavelength component ⁇ N-1 and reflects the light of ⁇ N-2 and ⁇ N from the other wavelength components ⁇ 1 (however, ⁇ 1 ⁇ 2 ⁇ . ⁇ ⁇ ⁇ N-2 ⁇ N-1 ⁇ N ).
  • each filter 5 may be a high-pass filter. In this case, ⁇ 1 > ⁇ 2 >...> ⁇ N-2 > ⁇ N-1 > ⁇ N. Further, these bandpass filters, lowpass filters, and highpass filters may be combined.
  • the plurality of filters 5 have a first protruding portion P1 protruding to one side of the second direction D2 and a second protruding portion protruding to the other side of the second direction D2. Arranged to have P2. Therefore, the plurality of filters 5 are arranged in an S shape having a first protruding portion P1 protruding to one side of the second direction D2 and a second protruding portion P2 protruding to the other side of the second direction D2. .. Therefore, even when the number of filters 5 is large, it is possible to suppress the enlargement of the base 2 in the second direction D2.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments or modifications. That is, it is easily recognized by those skilled in the art that the present invention can be modified and modified in various ways within the scope of the claims.
  • the shape, size, number, material, and arrangement mode of each part of the WDM demultiplexing device can be appropriately changed within the scope of the above gist.

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Abstract

一実施形態に係るＷＤＭ合分波デバイス（１）は、第１方向（Ｄ１）、及び第１方向（Ｄ１）に交差する第２方向（Ｄ２）に延びるベース（２）と、特定波長を含む波長範囲の光を透過すると共に特定波長を含む波長範囲以外の光を反射するフィルタ（５）と、複数のコリメータ（４）と、を有するＷＤＭ合分波デバイス（１）である。特定波長が互いに異なる複数のフィルタ（５）がベース（２）に第１方向（Ｄ１）に沿って並ぶように配置される。複数のコリメータ（４）は、ベース（２）に第１方向（Ｄ１）に沿って並ぶように配置され、複数のフィルタ（５）のそれぞれと光学的に接続される。複数のフィルタ（５）は、第１方向（Ｄ１）に沿って互いに隣接する２つのフィルタ（５）における第２方向（Ｄ２）の位置が互いにずれるように配置されている。

Description

ＷＤＭ合分波デバイス
　本開示は、ＷＤＭ合分波デバイスに関する。
　本出願は、２０２０年７月３０日の日本出願第２０２０－１２９０１６号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
　特許文献１には、入力コリメータと、所定の方向に並ぶように配置された複数のコリメータからなるコリメータ群と、各コリメータに対向配置された複数の薄膜フィルタからなる薄膜フィルタ群とを備えたＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）合分波デバイスが記載されている。各薄膜フィルタは特定波長のビームのみを透過し当該特定波長以外のビームを反射する。入力コリメータは、ビームを複数の薄膜フィルタ、及び複数のコリメータのそれぞれに入力する。ＷＤＭ合分波デバイスは、入力コリメータからのビームの光軸方向に沿って並ぶ一対のコリメータ群と薄膜フィルタ群とを備える。入力コリメータからのビームは各薄膜フィルタにおいて反射及び透過を繰り返すときにビーム径が広がりうる。これに対し、特許文献１のＷＤＭ合分波デバイスでは、ビームの光路の途中にリレーレンズが配置されており、当該リレーレンズによってビーム径の広がりが抑制される。
　特許文献２には、ガラスブロックを備えたＷＤＭ合分波デバイスが記載されている。ガラスブロックの両側のそれぞれには、薄膜フィルタが取り付けられた複数のコリメータからなるコリメータ群が配置されている。コリメータから薄膜フィルタを介して出射したビームは、ガラスブロックを通って他の薄膜フィルタに到達し、当該薄膜フィルタにおいて透過又は反射する。各薄膜フィルタのフィルタ面は凸レンズ状とされている。ビームが各薄膜フィルタの凸レンズ状部分の裏側に入射することにより、ガラスブロックを通るビームのビーム径の拡大が抑制される。
米国特許第９８０４３３２号明細書 米国特許第７０３１６１０号明細書
　本開示の一側面に係るＷＤＭ合分波デバイスは、第１方向、及び第１方向に交差する第２方向に延びるベースと、特定波長を含む波長範囲の光を透過すると共に特定波長を含む波長範囲以外の光を反射するフィルタと、複数のコリメータと、を有するＷＤＭ合分波デバイスである。特定波長が互いに異なる複数のフィルタがベースに第１方向に沿って並ぶように配置される。複数のコリメータは、ベースに第１方向に沿って並ぶように配置され、複数のフィルタのそれぞれと光学的に接続される。複数のフィルタは、第１方向に沿って互いに隣接する２つのフィルタにおける第２方向の位置が互いにずれるように配置されている。
図１は、一実施形態に係るＷＤＭ合分波デバイスを示す図である。 図２は、図１のＷＤＭ合分波デバイスのフィルタを示す図である。 図３は、図２のフィルタにおける入射光及び反射光を模式的に示す図である。 図４は、比較例のＷＤＭ合分波デバイスのベース、及びベース上におけるフィルタの調心を模式的に示す斜視図である。 図５は、図４のベース、及びベース上におけるフィルタの調心を模式的に示す側面図である。 図６は、図５のフィルタの調心の続きを模式的に示す側面図である。 図７は、図１のＷＤＭ合分波デバイスのコリメータ、及びコリメータを調心するチャックを示す斜視図である。 図８は、図７のコリメータ及びチャックを示す正面図である。 図９は、変形例に係るＷＤＭ合分波デバイスのベース及びフィルタを示す図である。 図１０は、図９とは別の変形例に係るＷＤＭ合分波デバイスのベース及びフィルタを示す図である。
　前述した特許文献１，２の各ＷＤＭ合分波デバイスでは、光路の途中にリレーレンズを配置したり、フィルタ面を凸レンズ状にしたりすることによってビーム径の拡大を抑制している。しかしながら、リレーレンズを配置したりフィルタ面を凸レンズ状にしたりする場合であっても、光路が長くなるに従ってビーム径は拡大し、その結果、コリメータが受光する光の結合損失が大きくなることが想定される。
　コリメータにおける光の結合損失を低減するために、光路を短くすることが考えられる。ところで、前述したＷＤＭ合分波デバイスでは、複数のフィルタが所定の方向に沿って並ぶように配置される。従って、光路を短くすると、フィルタが密集するため、調心時に、調心している薄膜フィルタに対して調心済みの隣接するフィルタが妨げになる可能性がある。
　具体的には、フィルタの調心は、フィルタを回転させたりビームの光軸方向に移動させたりして角度と位置を適切に調整する必要があるため、フィルタを把持するチャックを用いて高精度に行うことが求められる。しかしながら、前述したように光路が短くなる場合には、所定の方向に並ぶフィルタの間隔が狭くなる。このため、チャックによるフィルタの回転等のときに隣接する調心済みのフィルタが妨げになり、フィルタを損傷させる懸念がある。
　本開示は、調心時に他のフィルタが妨げになることを抑制することができるＷＤＭ合分波デバイスを提供することを目的とする。
　本開示によれば、調心時に他のフィルタが妨げになることを抑制することができる。
［本開示の実施形態の説明］
　最初に本開示の実施形態の内容を列記して説明する。一実施形態に係るＷＤＭ合分波デバイスは、第１方向、及び第１方向に交差する第２方向に延びるベースと、特定波長を含む波長範囲の光を透過すると共に特定波長を含む波長範囲以外の光を反射するフィルタと、複数のコリメータと、を有するＷＤＭ合分波デバイスである。特定波長が互いに異なる複数のフィルタがベースに第１方向に沿って並ぶように配置される。複数のコリメータは、ベースに第１方向に沿って並ぶように配置され、複数のフィルタのそれぞれと光学的に接続される。複数のフィルタは、第１方向に沿って互いに隣接する２つのフィルタにおける第２方向の位置が互いにずれるように配置されている。
　このＷＤＭ合分波デバイスでは、第１方向及び第２方向に延在するベースに複数のフィルタ及び複数のコリメータが配置される。複数のフィルタのそれぞれは、互いに異なる特定波長を含む波長範囲の光を透過すると共に、当該特定波長を含む波長範囲以外の光を反射する。複数のコリメータのそれぞれは、複数のフィルタのそれぞれに対向するように配置されており、対向するフィルタと光学的に接続する。複数のフィルタ、及び複数のコリメータのそれぞれは、第１方向に沿って並ぶように配置される。そして、第１方向に隣接する２つのフィルタにおける第２方向の位置が互いにずれている。従って、互いに隣接する２つのフィルタの第２方向の位置が互いにずれているので、フィルタを回転等させて調心しても隣接するフィルタが妨げになることを抑制することができる。よって、光路長を短くするためにフィルタを密に配置しても隣接するフィルタが調心時に妨げになることを抑制することができるので、各フィルタの調心を高精度に行うことができる。そして、光のビーム径の拡大を抑えてコリメータが受光する光の結合効率が低下することを抑制することができる。
　各フィルタは、第２方向に厚みを有する板状とされており、第１方向に互いに隣接する２つのフィルタにおける第２方向へのずれ量は、各フィルタの厚みの１倍以上且つ２倍以下であってもよい。この場合、互いに隣接する２つのフィルタにおける第２方向へのずれ量がフィルタの厚みの１倍以上であることにより、互いのフィルタが妨げになることをより確実に抑制することができる。互いに隣接する２つのフィルタにおける第２方向へのずれ量がフィルタの厚みの２倍以下であることにより、光路長のずれを抑制することができる。
　前述したＷＤＭ合分波デバイスは、第１方向に沿って並ぶ複数のフィルタをそれぞれが含む第１フィルタ群と第２フィルタ群を備えてもよい。第１フィルタ群と第２フィルタ群は、第２方向に沿って並んでいてもよい。第１フィルタ群における第１方向に互いに隣接する２つのフィルタと、第２フィルタ群における第１方向に互いに隣接する２つのフィルタは、第２方向に沿って同じ方向にずれていてもよい。この場合、２つのフィルタ群において第１方向に互いに隣接する２つのフィルタにおける第２方向へのずれが互いに同じ方向となるので、フィルタ間における光路長の変動を抑制することができる。
　複数のフィルタが千鳥状に配置されていてもよい。第１方向に沿って並ぶ第１のフィルタと第２のフィルタと第３のフィルタとを備える場合に、第１のフィルタと第２のフィルタにおけるずれの方向は、第２のフィルタと第３のフィルタにおけるずれの方向と反対方向になる。従って、複数のフィルタがジグザグ状に配置されるので、フィルタの数が多い場合であってもベースの第２方向への肥大化を抑制することができる。
　複数のフィルタは、第２方向の一方側に突出する第１突出部、及び第２方向の他方側に突出する第２突出部を有するように配置されていてもよい。この場合、複数のフィルタは、第２方向の一方側に突出する第１突出部、及び第２方向の他方側に突出する第２突出部、を有するＳ字状に配置される。よって、フィルタの数が多い場合であってもベースの第２方向への肥大化を抑制することができる。
　２つの各特定波長の差の最小値が０．８ｎｍ以下であってもよい。これは、ＤＷＤＭ（Dense WDM）用途に相当する。すなわち、ＷＤＭ合分波デバイスがＤＷＤＭ用デバイスとして構成されていてもよい。ＤＷＤＭ用デバイスの場合、ＣＷＤＭ（Coarse WDM）用デバイスの場合と比較して波長の管理を厳格に行うことが求められ、各フィルタを、より高精度に調心することが求められる。実施形態に係るＷＤＭ合分波デバイスでは、互いに隣接するフィルタの第２方向の位置がずれていることにより、ＤＷＤＭ合分波デバイスとして構成する場合であっても隣接するフィルタが妨げになることを抑制して高精度に調心を行うことができる。
［本開示の実施形態の詳細］
　実施形態に係るＷＤＭ合分波デバイスの具体例を以下で図面を参照しながら説明する。なお。本発明は、後述する各例に限定されるものではなく、請求の範囲に示され、請求の範囲と均等の範囲における全ての変更が含まれることが意図される。図面の説明において、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。図面は、理解の容易のため、一部を簡略化又は誇張して描いている場合があり、寸法比率等は図面に記載のものに限定されない。
　図１は、例示的なＷＤＭ合分波デバイス１の構成を模式的に示す図である。図１に示されるように、ＷＤＭ合分波デバイス１は、第１光導波路１１と、Ｎ本（Ｎは２以上の自然数）の第２光導波路１２とを備える。ＷＤＭ合分波デバイス１は、波長合波器及び波長分波器として用いることが可能な波長合分波器である。
　ＷＤＭ合分波デバイス１が波長分波器として用いられる場合、ＷＤＭ合分波デバイス１は、第１光導波路１１を伝搬した波長多重光に含まれており互いに波長が異なるＮ個の波長成分λ１からλＮまでのそれぞれを分波し、各波長成分を対応する第２光導波路１２に入射させる。
　ＷＤＭ合分波デバイス１が波長合波器として用いられる場合、ＷＤＭ合分波デバイス１は、各第２光導波路１２をそれぞれ伝搬したＮ個の波長成分λ１からλＮまでを合波して波長多重光とし、当該波長多重光を第１光導波路１１に入射させる。第１光導波路１１及び第２光導波路１２は、例えば、シングルモードファイバである。
　ＷＤＭ合分波デバイス１は、第１方向Ｄ１、及び第１方向Ｄ１に交差する第２方向Ｄ２に延びるベース２と、第１コリメータ３と、Ｎ個の第２コリメータ４と、Ｎ－１個のフィルタ５とを備える。ベース２は、例えば、矩形板状とされている。本実施形態において、第１方向Ｄ１はベース２の短手方向であり、第２方向Ｄ２はベース２の長手方向である。ベース２は、例えば、金属製である。
　ベース２には、第１方向Ｄ１に沿って並ぶように複数の第２コリメータ４が配置される。複数の第２コリメータ４は、複数のフィルタ５のそれぞれと光学的に接続する。ベース２には、第１方向Ｄ１に沿って並ぶように複数のフィルタ５が配置される。複数のフィルタ５のそれぞれは、特定波長の光を透過すると共に当該特定波長以外の光を反射する波長選択フィルタである。
　第１コリメータ３は、第１光導波路１１の端部に取り付けられている。ＷＤＭ合分波デバイス１が波長分波器として用いられる場合には、第１コリメータ３は第１光導波路１１からの波長多重光をコリメート（平行化）する。ＷＤＭ合分波デバイス１が波長合波器として用いられる場合には、第１コリメータ３は第１光導波路１１に波長多重光を集光する。
　Ｎ個の第２コリメータ４のそれぞれは第２光導波路１２に取り付けられている。ＷＤＭ合分波デバイス１が波長分波器として用いられる場合には、第２コリメータ４は第２光導波路１２に入射する波長成分を集光する。ＷＤＭ合分波デバイス１が波長合波器として用いられる場合には、第２コリメータ４は第２光導波路１２からの波長成分をコリメートする。
　第１コリメータ３は、ベース２の第２方向Ｄ２の一方側（図１では右側）に配置されている。ベース２の第２方向Ｄ２の一方側及び他方側のそれぞれに複数の第２コリメータ４が配置されている。ベース２の第２方向Ｄ２の一方側及び他方側のそれぞれにおいて、複数（図１の例では６個又は７個）の第２コリメータ４が第１方向Ｄ１に沿って並んでいる。ベース２の第２方向Ｄ２の一方側及び他方側のそれぞれには、複数のフィルタ５を含む第１フィルタ群Ｃ１及び第２フィルタ群Ｃ２が設けられる。第１フィルタ群Ｃ１及び第２フィルタ群Ｃ２のそれぞれにおいて、複数（図１の例では６個）のフィルタ５が第１方向Ｄ１に沿って並んでいる。
　複数の第２コリメータ４は、第１方向Ｄ１に互いに隣接する２つの第２コリメータ４における第２方向Ｄ２の位置が互いにずれている。第１方向Ｄ１に沿って並ぶ２つの第２コリメータ４のうち、一方の第２コリメータ４は第２方向Ｄ２の一方側（例えば図１の左側）にずれており、他方の第２コリメータ４は第２方向Ｄ２の他方側（例えば図１の右側）にずれている。
　複数のフィルタ５についても、複数の第２コリメータ４と同様、第１方向Ｄ１に互いに隣接する２つのフィルタ５における第２方向Ｄ２の位置が互いにずれている。すなわち、第１方向Ｄ１に沿って並ぶ２つのフィルタ５のうち、一方のフィルタ５は第２方向Ｄ２の一方側にずれており、他方のフィルタ５は第２方向Ｄ２の他方側にずれている。第１フィルタ群Ｃ１及び第２フィルタ群Ｃ２において、第１方向Ｄ１に互いに隣接する２つのフィルタ５における第２方向Ｄ２の位置は互いに同じ方向にずれている。すなわち、第１フィルタ群Ｃ１におけるフィルタ５の第２方向Ｄ２へのずれと、第２フィルタ群Ｃ２におけるフィルタ５の第２方向Ｄ２へのずれとは、互いに同じ方向となっている。複数の第２コリメータ４の配置についても同様である。
　図１の例では、複数のフィルタ５は、千鳥状に配置されている。すなわち、第１方向Ｄ１に沿って並ぶ複数のフィルタ５のうち、１個目のフィルタ５は第２方向Ｄ２の一方側にずれており、２個目のフィルタ５は第２方向Ｄ２の他方側にずれており、２ｋ－１個目（ｋは自然数）のフィルタ５は第２方向Ｄ２の一方側にずれている。２ｋ個目のフィルタ５は第２方向Ｄ２の他方側にずれている。換言すれば、複数のフィルタ５は、第２方向Ｄ２の一方側及び他方側に交互にずれるジグザグ状に配置されている。第１フィルタ群Ｃ１における複数のフィルタ５の配置態様、及び第２フィルタ群Ｃ２における複数のフィルタ５の配置態様は、例えば、互いに同一である。
　例えば、第１コリメータ３と１番目の第２コリメータ４とを結ぶ光路Ｌ１は１番目のフィルタ５を通過する。１番目のフィルタ５と２番目の第２コリメータ４とを結ぶ光路Ｌ２は２番目のフィルタ５を通過する。２番目のフィルタ５と３番目の第２コリメータ４とを結ぶ光路Ｌ３は３番目のフィルタ５を通過する。このように、Ｎ－２番目のフィルタ５とＮ－１番目の第２コリメータ４とを結ぶ光路Ｌ（Ｎ－１）はＮ－１番目のフィルタ５を通過する。なお、図１では、Ｎの値が１３である例を示している。しかしながら、Ｎの値は、２以上であればよく適宜変更可能である。
　例えば、複数のフィルタ５は、互いに異なる特定波長を含む波長範囲（波長成分）の光（波長成分）を透過し、各々の波長成分以外の波長成分の光を反射するバンドパスフィルタである。フィルタ５のそれぞれが特定波長を含む波長範囲（波長成分）の光を透過し、当該波長成分以外の光を反射するバンドパスフィルタであり、特定波長がフィルタ５ごとに異なる。すなわち、１番目のフィルタ５は波長成分λ１の光を透過し、他の波長成分λ２からλＮの光を反射する。２番目のフィルタ５は波長成分λ２の光を透過し、他の波長成分λ１及びλ３からλＮの光を反射する。Ｎ－１番目のフィルタ５は、波長成分λＮ－１の光を透過し、他の波長成分λ１からλＮ－２及びλＮの光を反射する。例えば、λ１からλＮは、波長１２６０ｎｍから１６２０ｎｍの範囲であって、波長成分λＮと波長成分λＮ―１との波長間隔は０．８ｎｍ以下（周波数間隔で１００ＧＨｚに相当）である。この場合、ＷＤＭ合分波デバイス１は、ＤＷＤＭ用合分波デバイスである。λ１からλＮは、波長１５３０ｎｍから１５７０ｎｍの範囲であってもよい。あるいは、波長１２６０ｎｍから１３６０ｎｍの範囲であってもよい。これらの場合も、ＤＷＤＭ用合分波デバイスとなる。波長成分λＮと波長成分λＮ―１との波長間隔は２０ｎｍであってもよい。この場合、ＷＤＭ合分波デバイス１は、ＣＷＤＭ用合分波デバイスとなる。この場合、コストの低減に寄与する。
　ＷＤＭ合分波デバイス１が波長分波器として動作する場合、Ｎ個の波長成分λ１からλＮを含む波長多重光が第１光導波路１１から入力される。この波長多重光は、第１コリメータ３によってコリメートされ、１番目のフィルタ５に達する。波長成分λ１の光は１番目のフィルタ５を透過し、１番目の第２コリメータ４を介して第２光導波路１２に導かれる。他の波長成分λ２～λＮの光は１番目のフィルタ５において反射され、２番目のフィルタ５に達する。波長成分λ２は２番目のフィルタ５を透過し、２番目の第２コリメータ４を介して第２光導波路１２に導かれる。同様に、波長成分λＮ－１はＮ－１番目のフィルタ５を透過し、Ｎ－１番目の第２コリメータ４を介して第２光導波路１２に導かれる。そして、Ｎ－１番目のフィルタ５を反射した波長成分λＮは、Ｎ番目の第２コリメータ４を介して第２光導波路１２に導かれる。
　ＷＤＭ合分波デバイス１が波長合波器として動作する場合、それぞれ個別の波長成分を含む光がＮ個の第２光導波路１２から入力される。波長成分λＮの光は、Ｎ－１番目のフィルタ５において反射される。波長成分λＮ－１の光はＮ－１番目のフィルタ５を透過し、Ｎ－２番目のフィルタ５において反射される。波長成分λＮ－２の光は（Ｎ－２）番目のフィルタ５を透過して波長成分λＮ及びλＮ－１の光と合波され、波長成分λＮ、λＮ－１及びλＮ－２の光が（Ｎ－３）番目のフィルタ５において反射される。以降、これと同様に、波長成分λ１の光まで順に合波され、Ｎ個の波長成分λ１、λ２・・・λＮを含む波長多重光が第１光導波路１１に導かれる。
　図２は、フィルタ５の構成例を模式的に示す図である。例えば、フィルタ５は、第２方向Ｄ２に厚みを有する板状とされている。例示的なフィルタ５は、ガラス基板５ｂと、ガラス基板５ｂの一方側に設けられるＷＤＭ用薄膜フィルタ５ｃと、ガラス基板５ｂのＷＤＭ用薄膜フィルタ５ｃとの反対側に設けられるＡＲコート５ｄ（Anti Reflection Coating）とを備える。
　図３は、フィルタ５を反射する前の光Ｈ１と、フィルタ５を反射した後の光Ｈ２とを模式的に示す図である。図２及び図３に示されるように、例えば、１番目のフィルタ５では、波長成分λ１からλＮまでの光Ｈ１がＡＲコート５ｄ及びガラス基板５ｂを透過する。光Ｈ１は発散光とされている。そして、ＷＤＭ用薄膜フィルタ５ｃに到達した光Ｈ１のうち、波長成分λ１の光はＷＤＭ用薄膜フィルタ５ｃを透過し、波長成分λ２からλＮまでの光Ｈ２がＷＤＭ用薄膜フィルタ５ｃから反射する。
　例えば、ＷＤＭ用薄膜フィルタ５ｃは、フィルタ５において突出するように湾曲する反り５ｆを有する。反り５ｆによって発散光であった光Ｈ１が平行光である光Ｈ２に変換されて反射される。これにより、ＷＤＭ合分波デバイス１の光路における光のビーム径の広がりを抑制できるので、光学ロスを低減させることができる。例えば、反り５ｆは球面状とされており、反り５ｆの曲率半径は５０ｍｍ以上である。
　次に、フィルタの調心について説明する。まず、図１とは異なる比較例におけるフィルタ１０５の調心について図４、図５及び図６を参照しながら説明する。フィルタ１０５の構成は、例えば、フィルタ５の構成と同一である。比較例において、複数のフィルタ１０５は、ベース１０２において第１方向Ｄ１に沿って直線状に並ぶように配置される。各フィルタ１０５は接着剤１０３を介してベース１０２に固定される。
　以下の調心の説明は、第１方向Ｄ１に沿って延びるＸ軸、第２方向Ｄ２に沿って延びるＺ軸、及びベース１０２の厚さ方向に延びるＹ軸を用いて行う。図４中において、θｘはＸ軸回りの方向、θｙはＹ軸回りの方向、θｚはＺ軸回りの方向、をそれぞれ示している。例えば、フィルタ１０５は、調心のときに、回転させたり直線移動させたりして角度及び位置を高精度に定める必要がある。
　フィルタ１０５は、チャック治具１０１によって把持されて調心される。例えば、チャック治具１０１は、フィルタ１０５を挟む一対の挟み部１０１ｂを有する。チャック治具１０１は、一対の挟み部１０１ｂのそれぞれをフィルタ１０５の側面１０５ｂに当てて一対の挟み部１０１ｂの間にフィルタ１０５を挟んだ状態でフィルタ１０５の調心を行う。フィルタ１０５の調心は、例えば、θｙ方向への調心、及びＸ軸方向（Ｘ軸が延びる方向）への調心を含む。
　θｙ方向への調心は、フィルタ５への光の入射角度によって透過する波長帯域が変化することを抑制するために行われる。Ｘ軸方向への調心は、フィルタ５の適切な位置に光を入射させるため、すなわち、光がフィルタ５の適切な位置に入射しないことによる光の損失を抑制するために行われる。以上の調心を行って接着剤１０３によってフィルタ１０５を固定した後に、挟み部１０１ｂを開放する。
　前述したようにフィルタ１０５に対してＸ軸方向又はθｙ方向への調心を行うときに、Ｘ軸方向に隣接する他のフィルタ１０５が妨げになる可能性がある。フィルタ１０５をθｙ方向に回転させたり、フィルタ１０５のＸ軸方向の位置を調整したりするときに、チャック治具１０１の挟み部１０１ｂが調心済みのフィルタ１０５に接触する懸念がある。調心済みのフィルタ１０５の位置がずれてしまったり、フィルタ１０５を損傷させる懸念もある。
　本実施形態に係るＷＤＭ合分波デバイス１では、図１に示されるように、第１方向Ｄ１（Ｘ軸方向）に互いに隣接する２つのフィルタ５における第２方向Ｄ２（Ｚ軸方向）の位置が互いにずれている。従って、隣接する他のフィルタ５が調心対象のフィルタ５の妨げになることが抑制される。例えば、互いに隣接する２つのフィルタ５における第２方向Ｄ２へのずれ量Ａは、フィルタ５の厚みＢの１倍以上且つ２倍以下である。一例として、ずれ量Ａは厚みＢの１．５倍であってもよい。
　図７は、第２コリメータ４を把持する例示的なチャック治具１０６を示す斜視図である。図８は、第２コリメータ４及びチャック治具１０６を示す正面図である。図７及び図８に示されるように、チャック治具１０６は、第２コリメータ４を挟む一対の挟み部１０６ｂを有し、一対の挟み部１０６ｂのそれぞれを第２コリメータ４の外周面４ｂに当てて一対の挟み部１０６ｂの間に第２コリメータ４を挟んだ状態で第２コリメータ４を配置する。
　第２コリメータ４のチャック治具１０６は、例えば、前述したチャック治具１０１とは異なっている。チャック治具１０６のチャック幅Ｗは、第２コリメータ４の外周面４ｂの直径Ｅと同一、又は直径Ｅ以下とされている。よって、第２コリメータ４に対して第１方向Ｄ１に隣接する他の第２コリメータ４が妨げになる可能性を低減させることが可能である。従って、図１の例では、第１方向Ｄ１に互いに隣接する２つの第２コリメータ４における第２方向Ｄ２の位置が互いにずれている例を説明した。しかしながら、第１方向Ｄ１に互いに隣接する２つの第２コリメータ４における第２方向Ｄ２の位置は互いにずれていなくてもよい。
　次に、本実施形態に係るＷＤＭ合分波デバイス１の作用効果について説明する。ＷＤＭ合分波デバイス１では、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に延在するベース２に複数のフィルタ５及び複数の第２コリメータ４が配置される。複数のフィルタ５のそれぞれは、特定波長の光を透過すると共に、当該特定波長以外の光を反射する。複数の第２コリメータ４のそれぞれは、複数のフィルタ５のそれぞれに対向するように配置されており、対向するフィルタ５と光学的に接続する。複数のフィルタ５、及び複数の第２コリメータ４のそれぞれは、第１方向Ｄ１に沿って並ぶように配置される。そして、複数のフィルタ５は、第１方向Ｄ１に隣接する２つのフィルタ５における第２方向Ｄ２の位置が互いにずれている。
　従って、互いに隣接する２つのフィルタ５の第２方向Ｄ２の位置が互いにずれているので、フィルタ５を回転等させて調心しても隣接するフィルタ５が妨げになることを抑制することができる。よって、光路長を短くするためにフィルタ５を密に配置しても隣接するフィルタ５が調心時に妨げになることを抑制することができる。従って、各フィルタ５の調心を高精度に行うことができると共に、光のビーム径の拡大を抑えて第１コリメータ３又は第２コリメータ４が受光する光の結合効率が低下することを抑制することができる。
　各フィルタ５は、第２方向Ｄ２に厚みＢを有する板状とされており、第１方向Ｄ１に互いに隣接する２つのフィルタ５における第２方向Ｄ２へのずれ量Ａは、各フィルタ５の厚みＢの１倍以上且つ２倍以下であってもよい。この場合、互いに隣接する２つのフィルタ５における第２方向Ｄ２へのずれ量Ａがフィルタ５の厚みＢの１倍以上であることにより、フィルタ５が妨げになることをより確実に抑制することができる。互いに隣接する２つのフィルタ５における第２方向Ｄ２へのずれ量Ａがフィルタ５の厚みＢの２倍以下であることにより、フィルタ５間における光路長のずれを抑制することができる。
　ＷＤＭ合分波デバイス１は、第１方向Ｄ１に沿って並ぶ複数のフィルタ５を含む第１フィルタ群Ｃ１と第２フィルタ群Ｃ２を備えてもよい。第１フィルタ群Ｃ１と第２フィルタ群Ｃ２は、第２方向Ｄ２に沿って並んでおり、第１フィルタ群Ｃ１における第１方向Ｄ１に互いに隣接する２つのフィルタ５と、第２フィルタ群Ｃ２における第１方向Ｄ１に互いに隣接する２つのフィルタ５は、第２方向Ｄ２に沿って同じ方向にずれている。従って、第１フィルタ群Ｃ１及び第２フィルタ群Ｃ２において第１方向Ｄ１に互いに隣接する２つのフィルタ５における第２方向Ｄ２へのずれが互いに同じ方向となるので、フィルタ５間における光路長の変動を抑制することができる。
　本実施形態において、複数のフィルタ５は千鳥状に配置されている。第１方向Ｄ１に沿って互いに隣接する第１のフィルタ５と第２のフィルタ５と第３のフィルタ５とを備える場合に、第１のフィルタ５と第２のフィルタ５におけるずれの方向は、第２のフィルタ５と第３のフィルタ５におけるずれの方向の反対方向になる。従って、複数のフィルタ５がジグサグ状に配置されるので、フィルタ５の数が多い場合であってもベース２の第２方向Ｄ２への肥大化を抑制することができる。
　本実施形態において、各フィルタ５はＤＷＤＭフィルタである。ＤＷＤＭフィルタは、ＣＷＤＭフィルタと比較して波長の管理を厳格に行うことが求められ、より高精度に調心することが求められる。本実施形態に係るＷＤＭ合分波デバイス１では、互いに隣接するフィルタ５の第２方向Ｄ２の位置がずれている。これにより、フィルタ５がＤＷＤＭフィルタであっても隣接するフィルタ５が妨げになることを抑制して高精度に調心を行うことができる。更に、フィルタ５がＤＷＤＭフィルタである場合、大容量伝送が可能となる。
　次に、変形例に係るＷＤＭ合分波デバイス２１について図９を参照しながら説明する。ＷＤＭ合分波デバイス２１の一部の構成は、ＷＤＭ合分波デバイス１の一部の構成と同一であるため、ＷＤＭ合分波デバイス１の構成と重複する部分については同一の符号を付して説明を適宜省略する。なお、ＷＤＭ合分波デバイス２１、及び後述するＷＤＭ合分波デバイス３１（図１０参照）は、ＷＤＭ合分波デバイス１と同様の第１コリメータ３、及び第２コリメータ４を備える。しかしながら、簡略化のため、第１コリメータ３及び第２コリメータ４の図示を省略している。
　ＷＤＭ合分波デバイス２１は、フィルタ５の配列が前述したＷＤＭ合分波デバイス１とは異なっている。ＷＤＭ合分波デバイス２１において、複数のフィルタ５は、第１方向Ｄ１の一方側（例えば図９の上側）から他方側（例えば図９の下側）に向かうに従って第２方向Ｄ２にずれている。複数のフィルタ５は、第１方向Ｄ１の一方側から他方側に向かうに従って第２方向Ｄ２の一方側（例えば図９の左側）にずれている。すなわち、複数のフィルタ５の中心同士を結ぶ仮想線を仮想線Ｆとすると、仮想線Ｆは第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２の双方に対して斜めに直線状に延びている。例えば、第１フィルタ群Ｃ１及び第２フィルタ群Ｃ２において、複数のフィルタ５のずれ方は互いに同一である。
　更なる変形例に係るＷＤＭ合分波デバイス３１について図１０を参照しながら説明する。ＷＤＭ合分波デバイス３１において、複数のフィルタ５は、第２方向Ｄ２の一方側に突出する第１突出部Ｐ１、及び第２方向Ｄ２の他方側に突出する第２突出部Ｐ２を有するように配置されている。すなわち、ＷＤＭ合分波デバイス３１において、仮想線Ｆは第１突出部Ｐ１及び第２突出部Ｐ２を有するＳ字状とされている。ＷＤＭ合分波デバイス３１では、３個のフィルタ５が第２方向Ｄ２の一方側（例えば図１０の左側）に向かって斜めに並ぶように配置されると共に、３個のフィルタ５が第２方向Ｄ２の他方側（例えば図１０の右側）に向かって斜めに並ぶように配置される。
　上記の例では各フィルタ５はバンドパスフィルタであったが、これに限られない。例えば各フィルタ５がローパスフィルタであってもよい。この場合、１番目のフィルタ５は波長成分λ１の光を透過し、他の波長成分λ２からλＮの光を反射する。２番目のフィルタ５は波長成分λ２の光を透過し、他の波長成分λ１及びλ３からλＮの光を反射する。Ｎ－１番目のフィルタ５は、波長成分λＮ－１の光を透過し、他の波長成分λ１からλＮ－２及びλＮの光を反射する（ただし、λ１＜λ２＜・・・＜λＮ－２＜λＮ－１＜λＮ）。あるいは、各フィルタ５がハイパスフィルタであってもよい。この場合は、λ１＞λ２＞・・・＞λＮ－２＞λＮ－１＞λＮである。更には、これらバンドパスフィルタ、ローパスフィルタ、及びハイパスフィルタを組み合わせてもよい。
　以上のように、ＷＤＭ合分波デバイス３１において、複数のフィルタ５は、第２方向Ｄ２の一方側に突出する第１突出部Ｐ１、及び第２方向Ｄ２の他方側に突出する第２突出部Ｐ２を有するように配置されている。従って、複数のフィルタ５は、第２方向Ｄ２の一方側に突出する第１突出部Ｐ１、及び第２方向Ｄ２の他方側に突出する第２突出部Ｐ２、を有するＳ字状に配置される。よって、フィルタ５の数が多い場合であってもベース２の第２方向Ｄ２への肥大化を抑制することができる。
　以上、本開示に係るＷＤＭ合分波デバイス１の実施形態及び変形例について説明した。しかしながら、本発明は、前述した実施形態又は変形例に限定されない。すなわち、本発明が請求の範囲に記載した要旨の範囲内において種々の変形及び変更が可能であることは、当業者によって容易に認識される。例えば、ＷＤＭ合分波デバイスの各部の形状、大きさ、数、材料及び配置態様は、上記の要旨の範囲内において適宜変更可能である。
１，２１，３１…ＷＤＭ合分波デバイス
２…ベース
３…第１コリメータ（コリメータ）
４…第２コリメータ（コリメータ）
４ｂ…外周面
５…フィルタ
５ｂ…ガラス基板
５ｃ…ＷＤＭ用薄膜フィルタ
５ｄ…ＡＲコート
５ｆ…反り
１１…第１光導波路
１２…第２光導波路
Ａ…ずれ量
Ｂ…厚み
Ｃ１…第１フィルタ群
Ｃ２…第２フィルタ群
Ｄ１…第１方向
Ｄ２…第２方向
Ｅ…直径
Ｆ…仮想線
Ｈ１，Ｈ２…光
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３…光路
Ｐ１…第１突出部
Ｐ２…第２突出部
Ｗ…チャック幅

Claims (6)

  1. 　第１方向、及び前記第１方向に交差する第２方向に延びるベースと、
    　特定波長を含む波長範囲の光を透過すると共に前記特定波長を含む前記波長範囲以外の光を反射するフィルタと、複数のコリメータと、を有するＷＤＭ合分波デバイスであって、
    　前記特定波長が互いに異なる複数のフィルタが前記ベースに前記第１方向に沿って並ぶように配置され、
    　前記複数のコリメータは、前記ベースに前記第１方向に沿って並ぶように配置され、複数の前記フィルタのそれぞれと光学的に接続され、
    　複数の前記フィルタは、前記第１方向に沿って互いに隣接する２つの前記フィルタにおける前記第２方向の位置が互いにずれるように配置されている、
    ＷＤＭ合分波デバイス。
  2. 　各前記フィルタは、前記第２方向に厚みを有する板状とされており、
    　前記第１方向に互いに隣接する２つの前記フィルタにおける前記第２方向へのずれ量は、各前記フィルタの厚みの１倍以上且つ２倍以下である、
    請求項１に記載のＷＤＭ合分波デバイス。
  3. 　前記第１方向に沿って並ぶ複数の前記フィルタをそれぞれが含む第１フィルタ群と第２フィルタ群を備え、
    　前記第１フィルタ群と前記第２フィルタ群は、前記第２方向に沿って並んでおり、
    　前記第１フィルタ群における前記第１方向に互いに隣接する２つの前記フィルタと、前記第２フィルタ群における前記第１方向に互いに隣接する２つの前記フィルタは、前記第２方向に沿って同じ方向にずれている、
    請求項１または請求項２に記載のＷＤＭ合分波デバイス。
  4. 　複数の前記フィルタが千鳥状に配置されている、
    請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のＷＤＭ合分波デバイス。
  5. 　複数の前記フィルタは、前記第２方向の一方側に突出する第１突出部、及び前記第２方向の他方側に突出する第２突出部を有するように配置されている、
    請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のＷＤＭ合分波デバイス。
  6. 　２つの前記特定波長の差の最小値が０．８ｎｍ以下である、
    請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のＷＤＭ合分波デバイス。
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