JP2576408B2

JP2576408B2 - 光分波器

Info

Publication number: JP2576408B2
Application number: JP6127524A
Authority: JP
Inventors: 純横山
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1994-06-09
Publication date: 1997-01-29
Anticipated expiration: 2012-01-29
Also published as: JPH0798423A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は入射した第１の光を分岐
すると共に、この分岐した一方の光を第２の光と合波す
るようにした光合波器に関する。

【０００２】

【従来の技術】長距離の光通信を行う光通信システムで
は、伝送ケーブル内で弱まった光信号を増幅する必要が
ある。従来では、光信号を増幅する際にこれを電気信号
に変換して電気的な増幅を行い、再び光信号に変換する
ことが行われていた。近年では、光信号を直接増幅する
光ファイバ増幅器も提案されている。

【０００３】図１０は、従来提案された光ファイバ増幅
器の構成を表わしたものである。光ファイバ増幅器１１
は、入力される光信号１２を分岐する第１の光分岐器１
３と、励起光１４を合波する合波器１５と、光アイソレ
ータ１６とを希土類イオン添加ファイバ１７の入力側に
直列に接続し、出力側には光アイソレータ１８と第２の
光分岐器１９を直列に接続した構成となっている。第１
の光分岐器１３によって分岐された光信号２１が第１の
モニタフォトダイオード２２によってモニタ用に検知さ
れ、第２の光分岐器１９によって分岐された信号２３、
２４の一方が第２のモニタフォトダイオード２５によっ
てモニタ用に検知されるようになっている。他方の光信
号２４はこの光ファイバ増幅器１１の出力となる。この
ような光ファイバ増幅器１１で合波器１５には励起光源
２６が接続されており、ここから出力される励起光１４
が希土類イオン添加ファイバ１７に注入され、第１の光
分岐器１３を経た光信号２７の直接増幅が行われること
になる。

【０００４】図７は、この従来の光ファイバ増幅器に使
用されている光分岐器の一例として第１の光分岐器の構
成を具体的に表わしたものである。なお、第２の光分岐
器１９の構成は第１の光分岐器１３と実質的に同一であ
る。

【０００５】第１の光分岐器１３は、第１の入出力端子
３１１と、これから入射する光信号３２の進行方向と直
交する方向に配置された第２の入出力端子３１２、と第
１の入出力端子３１１から入射する光信号３２の進行方
向に配置された第３の入出力端子３１３の３つの入出力
端子３１１〜３１３を備えている。第１の光分岐器１３
内には、光信号３２の進行方向と所定の角度で傾斜する
ようにしてガラス板３３が配置されており、光信号３２
の入射側の面には分岐膜３４が、またその反対の面には
反射防止膜３５が形成されている。

【０００６】この第１の光分岐器１３では、例えば波長
λ１の光信号３２が第１の入出力端子３１１から入射さ
れると、その一部が分岐膜３４によって分岐され、第２
の入出力端子３１２から射出される。また、残りの光信
号はガラス板３３を透過して第３の入出力端子３１３か
ら出射される。

【０００７】図８は、図１０に示される光ファイバ増幅
器に使用された従来の合波器の構成を具体的に表わした
ものである。合波器１５は第１の入出力端子４１１と、
これから入射する光信号２７の進行方向に配置された第
２の入出力端子４１２と、光信号２７の進行方向と直交
する方向に配置された第３の入出力端子４１３の３つの
入出力端子４１１〜４１３を備えている。この合波器１
５内には、光信号２７の進行方向と所定の角度で傾斜す
るようにしてガラス板４３が配置されており、光信号２
７の入射側の面には反射防止膜４４が、またその反対の
面には波長合成膜４５が形成されている。

【０００８】この合波器１５で、第１の入出力端子４１
１からは波長λ１の光信号２７が入射し、第３の入出力
端子４１３からは波長λ２の励起光１４が入射するもの
とする。光信号２７は反射防止膜４４、ガラス板４３お
よび波長合成膜４５を順に透過し第２の入出力端子４１
２に導かれる。他方の励起光１４は、波長合成膜４５に
よって反射され、同様に第２の入出力端子４１2に導か
れる。

【０００９】このように従来の光ファイバ増幅器では、
希土類イオン添加ファイバ１７の入力側に第１の光分岐
器１３と光合波器１５を物理的に異なった部品として別
々に配置していた。このため、部品点数が多くなるばか
りでなく、第１の光分岐器１３と合波器１５を相対的に
位置合わせする必要があった。そこで、両者を複合化し
て一体とした光合波器が提案されるに至っている。

【００１０】図９は、提案された光分波器の構成を具体
的に表わしたものである。この光合波器５１は、第１の
入出力端子５２１と、ここから入射する波長λ１の光信
号１２の進行方向と直交する一方向に配置された第２の
入出力端子５２２と、光信号１２の進行方向に配置され
た第３の入出力端子５２３と、第２の入出力端子５２２
と対向する位置に配置された第４の入出力端子の光景４
つの入出力端子５２１〜５２４を備えている。

【００１１】光合波器５１内における第１の光入出力端
子５２１と第３の光入出力端子５２３を結ぶ光路には、
第１のガラス板５３と第４のガラス板５４が、同一の傾
斜角を成して所定の間隔を置いて配置されている。第１
のガラス板５３の入射側の面には分岐膜５５が、また他
の面には反射防止膜５６がそれぞれ形成されている。第
２のガラス板５４の入射側の面には反射防止膜５７が、
また他の面には波長合成膜５８がそれぞれ形成されてい
る。

【００１２】このような光合波器５１では、第１のガラ
ス板５３の光分岐膜５５によって反射された光信号２１
がモニタ光として第２の入出力端子５２２から出力さ
れ、図１０に示される第１のモニタフォトダイオード２
２に入射されることになる。また、分岐膜５５、第１の
ガラス板５３および反射防止膜５６をそれぞれ透過した
光信号は、他の反射防止膜５７、第２のガラス板５４お
よび波長合成膜５８をそれぞれ透過する。第４の入出力
端子５２４から入射した波長λ２の励起光１４は、この
波長合成膜５８を反射するので、両波長λ１、λ２の光
は合波されて第３の入出力端子５２３に導かれることに
なる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】この図９に示される光
合波器５１では、分岐膜５５と波長合成膜５８を別々の
ガラス板５３、５４に形成するようにしているので、こ
れらを同一の部品として共通化することができない。し
たがって、部品点数が依然として多く、光合波器５１と
してのサイズも従来の分岐器や合波器と比べて大型化す
るという問題がある。また、光合波器５１としての構造
が複雑であるという問題がある。

【００１４】なお、特開平３−２２５３０４号公報には
他の構成の光合分波器が開示されているが、これは２つ
の波長λ１、λ２の混ざった光を分離するための光学素
子であり、分岐と合波の双方を行う光合波器とは異なっ
ており、本発明と直接関係しない。

【００１５】そこで本発明の目的は、構成が簡単でサイ
ズも小型化することのできる光合波器を提供することに
ある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の光光合波器は、
波長λ１の光が入出力される第１の光入出力端子と、第
１の光入出力端子から出力される波長λ１の光の一部を
透過させ、残りを反射させる光分岐膜が片面に形成さ
れ、光分岐膜が形成された面とは反対の面に前記波長λ
１の光を透過させ、波長λ２の光を反射させる光合波膜
が形成された光を透過させる基板が用いられている。そ
して、第１の光入出力端子から出力され、光分岐膜で反
射された波長λ１の光が入力される第２の光入出力端子
と、光分岐膜と基板と光合波分波膜を透過した波長λ１
の光が入力される第３の光入出力端子と、光合波膜で反
射して、第３の光入出力端子に光入力する位置に配置さ
れた波長λ２の光を出力する第４の光入出力端子を備え
ていることを特徴としている。

【００１７】第１の光入出力端子から出射した第１の波
長の光を一部反射して、第２の光入出力端子に導くため
の光分岐膜が基板の一方の面に形成されている。この光
分岐膜を透過した光を透過させて第３の光入出力端子に
導くとともに、第４の光入出力端子から出射した第２の
波長の光を反射させて第３の光入出力端子に導くための
光合波膜が前記基板の他方の面に形成されている。ここ
で、基板は例えば透明な１枚のガラス板で構成すること
ができる。

【００１８】すなわち、本発明では、基板の一方の面に
光分岐膜が、他方の面に光合波膜が形成されている。光
分岐膜に第１の波長の光が入射されて、その一部は分岐
されるとともに、残りの光は光分岐膜ならびに光合波膜
を透過する。一方、光合波膜に第２の波長の光が入射さ
れ、光合波膜を透過した第１の波長の光とともに合波さ
れ出射される。

【００１９】本発明はまた、第１の光入出力端子、第２
の光入出力端子、第３の光入出力端子、および第４の光
入出力端子は入出力光を集光する手段を備えている。こ
こでさらに、基板の屈折率をｎ、第４の光入出力端子か
ら出力された波長λ2 の光のビーム径をｗ、第４の光入
出力端子から光透過基板への入射角をθとしたとき、基
板の厚さｔが、

【００２０】

【数３】

【００２１】を満たすことを特徴としている。

【００２２】本発明は、特に光を透過させる基板の片面
に光分岐膜が形成され、他の面に光合波膜が形成され
て、光分岐器と光合波器の機能が複合一体化されること
により、小形化を達成している。また、第１の光入出力
端子から出力された信号光は、一枚の基板を透過するだ
けでモニタ側が分岐されるとともに励起光が合波され
る。従って、信号光の光損失も従来の構成にくらべ小さ
くなるという効果が得られる。

【００２３】ここで、上述のように、光分岐膜と光合波
膜を一枚の基板の両面にそれぞれ形成する場合、励起光
源側の光入出力端子から出力される波長λ2 の励起光
が、光合波膜ですべて反射されず一部が透過することが
ある。すると、基板を挟んで対抗する位置に配置された
モニタ側の光入出力端子に漏洩して入力されるため、本
来受信されるべき微弱な信号光に、強度の高い励起光の
一部が混じるため、モニタ光の雑音が大きくなり、十分
なモニタができなくなることが生じ得る。そこで、本発
明では、光分岐器と光合波器を複合一体化した場合で
も、このような問題が生じないように、基板の厚みを上
式で規定される厚さ以上にすることを特徴としている。
すなわち、基板を厚くすることによって、たとえ励起光
の一部が光分波膜を透過しても、基板を透過した光がモ
ニタ側の光入出力端子への光軸からずれるようにしてい
る。

【００２４】さらに、本発明は光分岐膜が形成されてい
る面の一部に、励起光を遮断する膜が形成されているこ
とを特徴としている。遮断膜で励起光を遮断することに
より、モニタ側への漏れを一層低減させることができ
る。

【００２５】

【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。

【００２６】図１は本発明の一実施例における光合波器
の構成を表している。図１に示す本発明の光合波器は、
１．５５μｍ帯の光通信システム用光増幅器に適用され
る。入力される波長１．５５μｍの信号光の一部をモニ
タＰＤに分岐し、残りの信号光に波長１．４８μｍの励
起光を合波する機能を有している。なお、図１では、図
９と同一部分には同一の符号を付しており、これらの説
明を適宜省略する。

【００２７】この光合波器６１は、第１の入出力端子５
２１と第３の入出力端子５２３を結ぶ直線に対して傾斜
するように基板６２が配置されている。基板６２上の波
長λ１の第１の光（光信号１２）が入射される側の面に
は、分岐膜６３が蒸着されている。また、第２の入出力
端子５２４から入射する波長λ２の第２の光（励起光１
４）を反射する面には、光合波膜６４が蒸着されてい
る。

【００２８】光分岐膜６３は、基板１に蒸着されたＴｉ
Ｏ２とＳｉＯ２からなる多層膜によって構成され、入射
光の約９０％を透過させ、残り１０％を反射させる特性
を有している。一方、光合波膜６４は、波長１．５５μ
ｍの信号光を透過させ、波長１．４８μｍの励起光を反
射させる特性を有し、光分岐膜２と同様の多層膜により
構成される。なお、基板１には、従来と同じＢＫ７ガラ
スが用いられている。

【００２９】分岐膜６３に入射した光信号１２の一部は
反射され、第２の入出力端子５２２の方向に導かれる。
残りの光信号１２は分岐膜６３、ガラス板６２および光
合波膜６４を透過して、第３の入出力端子５２３に導か
れる。また、第２の入出力端子５２４から入射する励起
光１４は、光合波膜６４によって反射され、同じく第３
の入出力端子５２３に導かれるようになっている。

【００３０】本実施例の光合波器６１を、一例として図
１０に示したような光ファイバ増幅器に使用したとする
と、第２の入出力端子５２２からは第１のモニタフォト
ダイオード２２に入射するモニタ光が得られる。第３の
入出力端子５２３からは、光アイソレータ１６を経由し
て希土類イオン添加ファイバ１７に入射する波長λ１お
よび波長λ２の合成された光が出射される。

【００３１】本実施例で分岐膜６３は、波長１．５５μ
ｍ（波長λ１）の光信号１２を９対１に分岐する機能を
有しており、光合波膜６４は波長１．５５μｍの光信号
１２を透過し、波長１．４８μｍ（波長λ２）の励起光
１４を反射する機能を持っている。このため、第１の入
出力端子５２２から出射した波長１．５５μｍの光信号
は、分岐膜６３によって１０％が反射して第２の入出力
端子５２２に導かれ、９０％が透過して第３の入出力端
子５２３へと導かれる。また、第４の入出力端子５２４
から出射した波長１．４８μｍの励起光１４は、光合波
膜６４で反射して第３の入出力端子５２３へと導かれ
る。

【００３２】第１から第４までの各光入出力端子５２１
〜５２４は、光ファイバの端面が成端された光ファイバ
端末の先端部に、光ファイバから出射される光を平行光
にする非球面レンズ（図示省略）を備えている。第１の
光入出力端子５２１から出力される信号光１２は、分岐
膜６３で約１０％の光が反射される。反射光は第２の光
入出力端子５２２に入力されて、光合波器６１の外部に
あるモニタＰＤに入力される。分岐膜６３を透過した残
りの信号光は、基板６２と光合波膜６４を透過して、第
３の光入出力端子５２３に入力され、外部にある光増幅
用光ファイバに伝送される。

【００３３】一方、外部にある励起光源からの波長１．
４８μｍの励起光１４は、第４の光入出力端末５２４か
ら出力され、合波膜６４で反射されて第３の光入出力端
子に入力５２３される。第１の光入出力端子５２１から
出力された信号光１２と合波され、光増幅用光ファイバ
に伝送される。

【００３４】以上説明したように本発明では、光の分岐
と合波を行う際に従来それぞれ１枚ずつのガラス板を必
要としたのに対してガラス板等からなる１枚の基板を使
用するだけで足りるようになったので、光合波器の容積
が従来に比して約２分の１となる。また、２枚の基板を
使用する場合と比べて基板同士の位置決めが不要となる
ため、光軸調整及び固定箇所が少なくなって生産性を向
上させることができる。さらに、基板の一方の面に分岐
器を、他方の面に光合波膜を形成したので、部品点数が
大幅に減少し、製造や部品個々の保管に要するコストの
低減を図ることができる。

【００３５】次に、本発明の光合波器の特性を向上させ
るための構成について、詳細に説明する。多層膜により
形成される光合波膜６４の反射阻止域におけるアイソレ
ーション（阻止域減衰量）は、通常、約２５ｄＢ程度し
かない。すなわち、上述の実施例においては、第４の光
入出力端子５２４から出力された波長１．４８μｍの励
起光５の９９％以上が光合波膜６４で反射される。とこ
ろが、０．２〜０．３％のわずかな光は光合波膜６４を
透過することになり、基板６２を挟んで対抗する位置に
配置される第２の光入出力端子５２２に入力される。信
号光１２から分岐されて、本来第２の光入出力端子５２
２へ入力されるべきモニタ用の光は、伝送されることに
より減衰した微弱な光である。これに対して、第４の光
入出力端子５２４側から漏れる励起光１４は非常に強度
が大きい。このため、わずかな割合の光でも第２の光入
出力端子５２２に入力されると、信号光１２の正確なモ
ニタを行うことができなくなる。

【００３６】本発明の光合波器６１では、上記問題を回
避するために、基板６２の厚みを一定量以上に厚くして
いる。光合波膜６３を透過した光の光路は、信号光が第
２の光入出力端子５２２に入力されるためにとる光路が
シフトする。ここで、第２の光入出力端子５２２へ入力
される信号光１２の光路に対する、シフトした励起光１
４の光路の分離距離ｄは、（１）式により表される。

【００３７】

【数４】

【００３８】ここに、ｔは基板１の厚さ、θは信号光あ
るいは励起光の基板への入射角、ｎは基板１の屈折率で
ある。仮に、信号光１２および励起光１４のビーム径を
０．５ｍｍ、基板６２への入射角を４５度、基板６４の
屈折率を１．５、基板６４の板厚を３．０ｍｍとする
と、分離距離ｄは２．２６ｍｍとなり、励起光１４の光
路を信号光１２の光路から十分離すことができる。

【００３９】図２は、ビーム径を０．５ｍｍとした場合
の、第２の光入出力端子５２２への光軸に対する分離距
離と、第４の光入出力端子５２３からの出射光の第１の
光入出力端子からの出射光に対するアイソレーションと
の関係を示している。分離距離を約２ｍｍにすればアイ
ソレーションはほぼ７０ｄＢになるので、第４の光入出
力端子からの漏れ光を十分低減させることができる。

【００４０】このような構成で、実際に本発明の光合波
器を作製し、第４の光入出力端子５２４から励起光１４
を出力させる。このとき、第２の光入出力端子５２２か
らは測定感度の範囲内で励起光は全く検出されず、アイ
ソレーションが８０ｄＢ以上あることが確認されてい
る。例えば、第１の光入出力端子５２１から出力される
信号光１２の強度が−２０ｄＢｍ、第４の光入出力端子
１４から出力される励起光１４の強度が＋１５ｄＢｍで
ある。そうすると、第２の光入出力端子５２２に入力さ
れる信号光１２の強度は、−３０ｄＢｍであるのに対し
て、励起光の強度は−６５ｄＢｍ以下となる。従って、
励起光成分は信号光１２のモニタに影響を与えない。

【００４１】一般的には、光路をビームの直径よりも分
離すれば十分なアイソレーションを確保することができ
る。従って、（１）式より、基板１の厚さｔを（２）式
を満たす値に設定すれば、励起光がモニタ側の光入出力
端子に入力されるのを十分防ぐことができる。

【００４２】

【数５】

【００４３】このように、光分岐膜と光合波膜を同一の
基板の両面にそれぞれ形成し、光分岐膜が形成された側
で透過と反射により光を分岐する。光合波膜が形成され
ている側で２つの異なる波長の光を合波する構成を採用
することにより、光分岐器と光合波器を複合一体化する
ことができる。体積比で従来に半分以下に小型化するこ
とができる。しかも、第１の光入出力端子の光ファイバ
から出射される信号光は非球面レンズで平行光にされ、
光分岐膜と光合波膜を一度に透過する。これにより、従
来の構成にくらべ、光を平行光にしたり集光する回数が
減り、基板の透過回数も減るため、通過損失が低減され
ることになる。また、基板の端面には、反射防止膜が不
要となる。さらに、光入出力端子も従来にくらべ、６端
子から４端子に減るため、部品点数も減り、製造工程も
簡略化される。

【００４４】さらに、基板の厚さをある一定値以上にし
て、励起光の漏れ光の光路が信号光のモニタ側への光路
からずらすことにより、一体化しても励起光がモニタ側
にもれないようにすることができ、信号光が励起光によ
って影響を受けることなくモニタされるようにすること
ができる。

【００４５】なお、上述の本発明の一実施例では、光分
岐膜は多層膜により形成されているが、これに限らず、
グレーティングなど別の手段を用いてもよい。また、光
分岐膜および光合波膜への入射角は４５度としたが、言
うまでもなく角度は自由に選定できる。

【００４６】次に、図１に示される本発明の一実施例に
おける特性をさらに改善した他の実施例について説明す
る。図３は、改良された実施例に用いられる基板の斜視
図を示している。図３に示される基板７２は、図１に示
される基板６２と同様に、第１の光入出力端子５２１か
ら出射される光を受ける面に光分岐膜６３が成膜されて
いる。基板７２は光分岐膜６３に加えてさらに、中心部
近傍のみに穴が施された金属膜からなるアパーチャ７５
を備えている。

【００４７】アパーチャ７５に設けられている穴の直径
は約８００μｍであり、第１の光入出力端子５２１から
出射される光１２のビーム径よりわずかに大きい。第１
の光入出力端子５２１から出射された光１２は、この穴
を通り抜けて光分岐膜６３で一部が透過する。残りの光
は、第２の光入出力端子５２２側に反射される。また、
金属膜はクロムと金が直接光分岐膜６３の上面に蒸着さ
れている。アパーチャ７５を構成する穴は、蒸着後にリ
フトオフすることにより形成される。アパーチャ７５は
高反射率であるので、第１の光入出力端子からの出射光
１２の一部が仮に金属膜に当たっても、第２の光入出力
端子５２２側に反射されるので光の損失とはならない。

【００４８】一方、図４に示されるように、第４の光入
出力５２４側から入射された励起光１４のうち光合波膜
６４を透過した漏れ光λ２’は、穴が設けられている位
置とはずれた位置に到達する。従って、この漏れ光λ
２’はアパーチャ７５により反射される。このため、励
起光１４が第２の光入出力端子５２２に漏れて入射され
るのを防ぐことができる。

【００４９】光分岐膜６３の上面に穴を有するアパーチ
ャを付加するのとは別に、図５に示されるような、基板
の中心に対して第２の光入出力端子５２２が配置される
側のみに金属膜が成膜されたアパーチャを用いても同様
の効果を得ることができる。また、アパーチャ７５は金
属膜に限らず、光を遮断するものであれば何でもよい。

【００５０】また、図６に示されるように、モニタ側の
光入出力端子には、光ファイバを介さずに直接モニタ用
フォトダイオード８０を配置してもよい。この場合、フ
ォトダイオードの前面にビーム径にほぼ等しい大きさの
穴を有するアパーチャ８１を付加すれば、漏れ光を低減
させることができる。さらに、同図に示されるように、
光合波器６１の内部にアイソレータ８２を内蔵してもよ
い。同様に、励起光源側の光入出力端子に、光ファイバ
を介さずに直接励起光源を配置することも可能である。

【００５１】以上述べたように、本発明の光合波器によ
れば、光分岐器と光合波器を複合一体化することにより
大幅に小型化でき、しかも、挿入損失も低減させること
ができるという効果を有する。さらに、部品点数も減
り、製造工程も簡略化されるという効果もあり、低価格
化に大きく寄与するという効果も得られる。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、光の分
岐と合波を行う際に従来それぞれ１枚ずつのガラス板を
必要としたのに対してガラス板等からなる１枚の基板を
使用するだけで足りるようになったので、光合波器の容
積が従来に比して約２分の１となり、小型化に大いに寄
与することになる。また、２枚の基板を使用する場合と
比べて基板同士の位置決めが不要となり、調整あるいは
固定箇所が少なくなって生産性を向上させることができ
る。更に、基板の一方の面に分岐器を、他方の面に波長
合成膜を形成したので、部品点数が大幅に減少し、製造
や部品個々の保管に要するコストの低減を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における光合波器の構成を示
す原理図である。

【図２】本発明の一実施例の光合波器における分離距離
とアイソレーションの関係を示すグラフである。

【図３】本発明の他の実施例で用いられる基板の斜視図
である。

【図４】本発明の他の実施例における光合波器の構成を
示す上面図である。

【図５】本発明の他の実施例で用いられる基板の別の構
成を示す斜視図である。

【図６】本発明の光合波器で、受光素子とアイソレータ
を一体化した実施例を示す上面図である。

【図７】従来、分岐器と合波器を使用して光の分岐と合
波を行うようにした光ファイバ増幅器の概略構成図であ
る。

【図８】図７に示した従来の分岐器の構成の一例を表わ
した原理図である。

【図９】図７に示した従来の合波器の構成の一例を表わ
した原理図である。

【図１０】従来提案された光合波器の原理を示す原理図
である。

【符号の説明】

１１光ファイバ増幅器１２光信号１３光分岐器１４励起光１５光合波器１６アイソレータ１７エルビウムドープファイバ１８アイソレータ１９光分岐器２１モニタ光２２モニタ用フォトダイオード２３モニタ光２４増幅光２５モニタ用フォトダイオード２６励起用半導体レーザ２７光信号５１光ファイバ増幅器５２１〜５２４第１〜第４の入出力端子６２基板６３光分岐膜６４光合波膜７２基板７５アパーチャ８０受光素子８１アパーチャ８２アイソレータ λ１光信号の波長 λ２励起光の波長

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の端子から出射した第１の波長の
光を一部反射して第２の端子に導くための光分岐膜を基
板の一方の面に形成し、この光分岐膜を透過した光を透
過させて第３の端子に導くと共に、第４の端子から出射
した第２の波長の光を反射させて前記第３の端子に導く
波長合成膜を前記基板の他方の面に形成したことを特徴
とする光合波器。
【請求項２】前記基板は透明な１枚のガラス板であ
り、前記基板は前記第２の波長の光が前記第２の端子に
光学的に結合しない厚さを有していることを特徴とする
請求項１記載の光合波器。
【請求項３】波長λ１の光が入出力される第１の
光入出力端子と、前記第１の光入出力端子から出力される波長λ１の光の
一部を透過させ、残りの光を反射させる光分岐膜が片面
に形成され、前記光分岐膜が形成された面とは反対の面
に前記波長λ１の光を透過させ、波長λ２の光を反射さ
せる波長合成膜が形成された光を透過させる基板と、前記第１の光入出力端子から出力され、前記光分岐膜で
反射された波長λ１の光が入力される第２の光入出力端
子と、前記光分岐膜と前記基板と前記波長合成膜を透過した波
長λ１の光が入力される第３の光入出力端子と、前記波長合成膜で反射して、前記第３の光入出力端子に
光が入力される位置に配置された波長λ２の光を出力す
る第４の光入出力端子を備えたことを特徴とする光合波
器。
【請求項４】前記第１の光入出力端子、前記第２の
光入出力端子、前記第３の光入出力端子、及び前記第４
の光入出力端子は、出射端部に出射光を平行光に変換す
る集光レンズを備えていることを特徴とする請求項３記
載の光合波器。
【請求項５】波長λ１の光が入出力される第１の光
入出力端子と、前記第１の光入出力端子から出力される波長λ１の光の
一部を透過させ、残りの光を反射させる光分岐膜が片面
に形成され、前記光分岐膜が形成された面とは反対の面
に前記波長λ１の光を透過させ、波長λ２の光を反射さ
せる波長合成膜が形成された光を透過させる基板と、前記第１の光入出力端子から出力され、前記光分岐膜で
反射された波長λ１の光が入力され、前記波長λ１の光
を電気信号に変換する受光素子と、前記光分岐膜と前記基板と前記波長合成膜を透過した波
長λ１の光が入力される第３の光入出力端子と、前記波長合成膜で反射して、前記第３の光入出力端子に
光が入力される位置に配置された波長λ₂ の光を出力す
る第４の光入出力端子を備えたことを特徴とする光合波
器。
【請求項６】前記第１の光入出力端子、前記第３の
光入出力端子、及び前記第４の光入出力端子は、出射端
部に出射光を平行光に変換する集光レンズを備え、前記受光素子は受光面の前面に集光用レンズを備えてい
ることを特徴とする請求項５記載の光合波器。
【請求項７】前記基板の屈折率をｎ、第４の光入出
力端子の出力光のビーム径をｗ、前記第４の光入出力端
子から前記基板への入射角をθとしたとき、前記光透過
基板の厚さｔが、【数２】を満たすことを特徴とする請求項６記載の光合
波器。
【請求項８】前記基板は、前記光分岐膜が形成され
ている側の面の一部に光を遮断または反射する膜が形成
されていることを特徴とする請求項４記載の光合波器。
【請求項９】前記基板は、前記光分岐膜が形成され
ている側の面の一部に光を遮断または反射する光遮断膜
が形成されていることを特徴とする請求項６記載の光合
波器。
【請求項１０】前記光遮断膜は、前記第１の光入出力
端子からの出射光が照射する位置に、前記第１の光入出
力端子から出射される光のビーム径にほぼ等しい内径の
穴を有していることを特徴とする請求項８記載の光合波
器。
【請求項１１】前記光遮断膜は、前記第１の光入出力
端子からの出射光が照射する位置に、前記第１の光入出
力端子から出射される光のビーム径にほぼ等しい内径の
穴を有していることを特徴とする請求項９記載の光合波
器。
【請求項１２】前記光遮断膜は、前記第１の光入出力
端子からの出射光が照射する位置を中心として、前記第
２の光入出力端子側にあるほぼ半分の領域に形成されて
いることを特徴とする請求項８記載の光合波器。
【請求項１３】前記光遮断膜は、前記第１の光入出力
端子からの出射光が照射する位置を中心として、前記第
２の光入出力端子側にあるほぼ半分の領域に形成されて
いることを特徴とする請求項９記載の光合波器。
【請求項１４】前記基板と前記第３の光入出力端子の
間にアイソレータが配置されていることを特徴とする請
求項３記載の光合波器。
【請求項１５】前記基板と前記第３の光入出力端子の
間にアイソレータが配置されていることを特徴とする請
求項５記載の光合波器。【数２】ｗｔ ≧────────────────────────── ｃｏｓθ×ｔａｎ［ｓｉｎ^ー ¹｛（ｓｉｎθ）／ｎ｝］