JPH0749430A

JPH0749430A - 光回路部品

Info

Publication number: JPH0749430A
Application number: JP21505993A
Authority: JP
Inventors: Takeo Shimizu; 健男清水; Hisaharu Yanagawa; 久治柳川
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1993-08-06
Filing date: 1993-08-06
Publication date: 1995-02-21

Abstract

(57)【要約】【目的】回路が複雑化することなく、光を所望の波長
の光に分波したり、所望の波長の光を合波したりできる
光回路部品を提供する。【構成】頂角αのガラスブロック12に、第１のフィル
タ１と第２のフィルタ２を張り付け、第１のフィルタ１
の第１の受光面３と、第２のフィルタ２の第２の受光面
４を対向させて、第１および第２の受光面３，４間で光
が反射する光回路部品５を形成する。光回路部品５の基
部側には、入射側の光ファイバ10ａをコリメータレンズ
11ａを介して設け、光ファイバ10ａから光回路部品５に
入射した光が、第１、第２の受光面３，４間を進み、第
１の受光面３に入射する各位置16，17，18，19に対応す
る第１のフィルタ１の背面６側に、コリメータレンズ11
ｂ，11ｃ，11ｄ，11ｅを介して出射側の各光ファイバ10
ｂ，10ｃ，10ｄ，10ｅを配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光通信システム等に組
み込まれて光の分波や合波を行う光回路部品に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】主として光ファイバを伝送媒体とする光
通信システムにおいて、光を波長ごとに複数の光に分波
したり、異なる波長の光を合波したりといったことが行
われている。そのような光の合波や分波に際して、光を
２つの異なる波長の光に分波したり、２つの異なる波長
の光を合波したりするときには、レンズ、プリズム、フ
ィルタなどを組み合わせたバルク型光部品や、ファイバ
型の溶融型カップラが主として用いられており、分波し
たり合波したりする光の波長が２つを越える数のときに
は、例えば、複数のスリットを形成したグレーティング
（回折格子）や、マッハツェンダ干渉計を応用した導波
路型の２×２カップラ（光の分波・合波のチャンネル数
が２×２のカップラ）を複数組み合わせた光回路などが
用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、分波し
たり合波したりする光の波長の数が２つを越えるとき
に、シングルモード光ファイバを伝搬する光の分波や合
波をするためにグレーティングを用いると、分離する波
長間隔に対して光の伝搬帯域幅を大きくすることが困難
であり、過剰損失を小さく抑えて光を所望の波長に分波
したり、所望の波長の光を合波したりすることが難しか
った。また、導波路型のカップラを組み合わせた光回路
においては、分波したり合波したりする光の波長数が多
くなると、光回路が複雑になってしまうといった問題が
あった。

【０００４】本発明は、上記従来の課題を解決するため
になされたものであり、その目的は、光回路が複雑化す
ることなく、光を所望の波長の光に分波したり、所望の
波長の光を合波したりすることができる光回路部品を提
供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次のように構成されている。すなわち、本
発明は、入射側の光通路に対向させて、光の反射と透過
を共に行う第１のフィルタを配設し、第１のフィルタで
反射した光を受ける側にはこの受けた光を前記第１のフ
ィルタ側へ反射する第２のフィルタを配設し、第１のフ
ィルタの受光面と反対側の背面には入射側の光通路から
通された光が直接入る位置と、入射側の光通路から通さ
れた光が第１および第２のフィルタ受光面間で１回以上
反射してから入る１つ以上の位置との少くとも一方側の
位置に対応させて出射側の光通路が配設されるもので、
入射側の光通路から複数の波長を有する光を入射したと
きに第１のフィルタの各出射側光通路の位置に達した光
が各位置で異なる波長の光が選択的に分波され入射角度
となるように第１のフィルタの受光面と第２のフィルタ
の受光面とで形成される角度を設定したことを特徴とし
て構成されている。

【０００６】また、前記第１および第２のフィルタ受光
面間を通る光の通路は光導波路により形成されているこ
と、入射側の光通路から照射された光を第１のフィルタ
に入射させる反射鏡と、第１のフィルタを透過した光を
出射側の光通路に入射させる反射鏡との少くとも一方の
反射鏡が光通路とフィルタ間に配設されていることも本
発明の特徴的な構成とされている。

【０００７】さらに、第２のフィルタは該フィルタの受
光面で光を反射すると共に受光面と反対側の背面側から
照射された光を透過するフィルタにより構成されてお
り、第２のフィルタの背面側から照射された光を入射側
の光通路から入射した光と合わせて出射側の光通路側に
出射するように構成したことも本発明の特徴的な構成と
されている。

【０００８】

【作用】上記構成の本発明において、入射側の光通路か
ら複数の波長を有する光を入射すると、光は直接対応す
る出射側の光通路の位置に到達するか、あるいは、第１
のフィルタに達して第２のフィルタ側に反射し、さら
に、第２のフィルタから第１のフィルタ側に反射する反
射動作を１回以上繰り返して、対応する出射側の光通路
の位置に到達する。そして、第１のフィルタと第２のフ
ィルタとで形成される角度が所定の角度に設定されてい
ることにより、出射側の光通路の位置に到達した光は、
第１のフィルタが異なる波長の光を受け入れる入射角度
となって第１のフィルタ受光面に入り込むため、入射側
の光通路から送られた複数の波長の光が、第１のフィル
タ受光面の各出射側の光通路の位置で選択的に分波され
て、異なる波長の光がそれぞれの出射側光通路に出射さ
れる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１には、本発明に係る光回路部品５の第１の実
施例が光ファイバと接続状態で示されている。同図にお
いて、光回路部品５は、頂角αが１度で先端側が広がっ
たガラスブロック12の側面に、誘電体多層膜により形成
されている第１のフィルタ１と第２のフィルタ２が張り
付けられて形成されており、第１のフィルタ１の第１の
受光面３と、第２のフィルタ２の第２の受光面４とは間
隔を介して対向し、第１の受光面３と第２の受光面４と
で形成される角度は、ガラスブロック12の頂角αと等し
く１度となっている。

【００１０】ガラスブロック12の基部側（図１では下部
側）には、コリメータレンズ11ａを介して入射側の光通
路であるシングルモード光ファイバ10ａが設けられてお
り、このように、コリメータレンズ11ａを介することに
より、光ファイバ10ａからガラスブロック12に通される
光は、レンズ11ａの光軸に対して平行光線となって通さ
れるようになっており、第１のフィルタ１の受光面３
は、この光ファイバ10ａ側からガラスブロック12に通さ
れる光と対向するようになっている。

【００１１】第１のフィルタ１は光の反射と透過を共に
行う入射角対応波長選択透過型のフィルタであり、受光
面３に入射する光の入射角に応じて所定範囲内の波長の
光を透過して残りの光を反射させるようになっており、
例えば、図２には、波長1.54μｍから1.59μｍの光を第
１のフィルタ１の第１の受光面３に照射したときの光の
透過率が示されているが、同図に示されるように、照射
される光の入射角度の違いにより光の透過率に違いがあ
り、入射角度が５度のときには、第１のフィルタ１は、
入射する光の波長が1.556 μｍよりも短い光はほぼ100
％透過し、1.556 μｍよりも長い波長の光はほぼ100 ％
反射するようになっている。

【００１２】また、同様に、光の入射角度が７度のとき
には、1.562 μｍよりも短い波長の光はほぼ100 ％透過
し、1.562 μｍよりも長い波長の光はほぼ100 ％反射す
るようになっており、同様に、光の入射角度が９度、11
度のときには、入射する光の波長がそれぞれ1.569 μ
ｍ，1.579 μｍよりも短い波長の光はほぼ100 ％透過
し、それぞれ1.569 μｍ，1.579 μｍよりも長い光はほ
ぼ100 ％反射するようになっている。このように、第１
のフィルタ１は第１の受光面３に入射する光が入射角度
θ₁，θ₂，θ₃，θ₄のときに、それぞれのカットオ
フ波長λ₅，λ₇，λ₉，λ₉が1.556 μｍ，1.562 μ
ｍ，1.569 μｍ，1.579 μｍの短波長透過フィルタとし
て機能する。

【００１３】第１の受光面３で反射した光は、第２のフ
ィルタ２の第２の受光面４に達するようになっており、
第２のフィルタ２はカットオフ波長1.55μｍの短波長透
過フィルタであるために、第１のフィルタ１側からの光
を受光面４で受けて、1.55μｍ以上の波長の光を再び第
１の受光面３側に反射するようになっている。

【００１４】第１のフィルタ１の第１の受光面３と反対
側の背面６には、それぞれコリメータレンズ11ｂ, 11
ｃ，11ｄ，11ｅを介して出射側のシングルモード光ファ
イバ10ｂ，10ｃ，10ｄ，10ｅが配設されており、光ファ
イバ10ｂは、入射側のシングルモード光ファイバ10ａか
らガラスブロック12に通された光が図の点線のように進
み、直接第１の受光面３に入る位置16に対応して設けら
れており、そのときの入射角度θ₁は５度となってい
る。光ファイバ10ｃは、ガラスブロック12に通された光
が第１の受光面３で反射して、さらに、第２の受光面４
で反射し、入射角度θ₂が７度で第１の受光面３に入射
する位置17に対応して設けられており、光ファイバ10ｄ
は、光が第１および第２の受光面３，４間で２回反射し
て、入射角度θ₃が９度で第１の受光面３に入射する位
置18に対応して設けられており、光ファイバ10ｅは、光
が第１および第２の受光面間で３回反射して、入射角度
θ₄が11度で第１の受光面３に入る位置19に対応して設
けられている。

【００１５】ところで、光ファイバ10ａ側からガラスブ
ロック12に通された光が、図１の点線のように進み、第
１および第２の受光面３，４間で光の反射する角度が増
加していき、第１の受光面３，４に入射する入射角度θ
₁，θ₂，θ₃，θ₄が５度、７度、９度、11度と増加
していく理由は、第１のフィルタ１の第１の受光面３
と、第２のフィルタ２の第２の受光面４が平行ではな
く、ガラスブロック12に沿って先端側が広がった状態で
配設されていることにある。

【００１６】周知のように、光は、例えば、θ₁の入射
角度で入射した場合、反射するときもθ₁の角度で反射
するために、仮に、第１の受光面３と第２の受光面４が
平行に配設されているとしたら、図４の（ａ）に示すよ
うに、第１の受光面３で反射した光は、第２の受光面４
にもθ₁の入射角度で入射して、θ₁の角度で反射し、
再びθ₁の角度で第１の受光面３に入射し、第１および
第２の受光面３，４に入射する角度は常にθ₁で変化し
ない。

【００１７】ところが、例えば、同図の（ｂ）に示すよ
うに、第１の受光面３と第２の受光面４が非平行状態で
先端側が広がった状態で配設されているときに、基部側
（図の下部側）から光を入射させると、光は、まず受光
面３にθ₁で入射し、同じくθ₁の角度で反射して進ん
でいくが、第２の受光面４の位置Ａに達するときには、
第１の受光面３と第２の受光面４とで形成される角度α
だけθ₁よりも大きい入射角度θ₁′で入射する。そし
て、θ₁′の角度で反射して、再び第１の受光面３に戻
って図のＢの位置に入射するときには、θ′よりもαだ
け大きい入射角度θ₂で入射するようになり、このよう
に、第１、第２の受光面３，４間で反射することを繰り
返しながら、光が先端側に進むほど、第１および第２の
受光面３，４に入射する角度が増加していく。

【００１８】すなわち、本実施例のように、先端側が広
がった状態で配設された第１、第２のフィルタ１，２の
受光面３，４の基部側から、図１で示したように光を入
射させた場合に、第１の受光面３に入射する光の入射角
度θは、次式（１）により表すことができる。

【００１９】 θ_i＝θ₁＋２×（ｉ−１）×α・・・・・（１）

【００２０】式（１）でｉは整数であり、αは第１の受
光面３と第２の受光面４により形成される角度であり、
θ_iは入射側から通された光が、ｉ番目に第１の受光面
３に到達したときのその位置での光の入射角度を示して
いる。したがって、入射側から通された光が直接第１の
受光面３に到達した場合は、１番目に第１の受光面３に
到達したことになるため、その位置16での光の入射角度
がθ₁となり、位置16で反射して第２の受光面４に達し
て反射した後に、第１の受光面３に達した光は、２番目
に第１の受光面３に達したことになるため、その位置17
での光の入射角度はθ₂となる。そして、θ₂は式
（１）より、

【００２１】 θ₂＝θ₁＋２×（２−１）×α＝θ₁＋２α

【００２２】となり、本実施例では、θ₁が５度、αが
１度であるため、上式に代入すればθ₂が７度となるこ
とがわかる。そして、同様に、各位置18，19での光の入
射角度θ₃，θ₄はそれぞれ９度、11度となることがわ
かる。

【００２３】なお、図１の場合とは逆に、第１のフィル
タ１と第２のフィルタ２の間隔が、先端側になるほど狭
くなるような状態で配設されている場合に、基部側から
光を入射させた場合には、第１および第２の受光面３，
４に入射する光の入射角度は、光が先端側に進むほど減
少していく。

【００２４】次に、本実施例の動作について説明する。
まず、図３の（ａ）に示すように、光ファイバ10ａ側か
ら複数の波長を有する光を通すと、光はコリメータレン
ズ11ａを通り、レンズ11ａの光軸に対して平行光線とな
り、ガラスブロック12に入射して、第１のフィルタ１の
第１の受光面３の位置16に５度の入射角度θ₁で直接入
射する。そうすると、この第１のフィルタ１は、図２で
示したように、入射角度θ₁が５度のときは、受光した
光のうち波長が1.556 μｍよりも短い光は透過し、波長
が1.556 μｍよりも長い光は反射するために、1.556 μ
ｍよりも短い波長の光は位置16で分波されて、図の矢印
ｂのように、コリメータレンズ11ｂを介してレンズ11ｂ
の光軸に対して平行光線となり、光ファイバ10ｂ側に出
射される。また、同時に、1.556 μｍ以上の波長の光
は、第１の受光面３の位置16で反射されて第２の受光面
４側に進む。

【００２５】そして、その光は第２の受光面４で反射さ
れて、同図の（ｂ）に示すように、第１の受光面３の位
置17に７度の入射角度θ₂で入射する。また、位置17で
は入射角度θ₂が７度であるために、1.562 μｍより短
い波長の光が透過されるが、第１の受光面３の位置16に
おいて、波長1.556 μｍよりも短い光は既に分波されて
光ファイバ10ｂ側に通されているために、位置17では波
長が1.556 μｍ以上で1.562 μｍ未満の光が、図の矢印
ｃのように、コリメータレンズ11ｃを介して光ファイバ
10ｃ側に通される。

【００２６】そして、波長が1.562 μｍ以上の光は反射
して第２の受光面４に達し、第１の受光面３側に反射し
て同図の（ｃ）に示すように、第１の受光面３の位置18
に９度の入射角度θ₃で入射し、上記と同様にして、波
長が1.562 μｍ以上で1.569μｍ未満の光が、図の矢印
ｄのように、光ファイバ10ｄに通され、1.569 μｍ以上
の波長の光が第１の受光面３の位置18で反射されて、同
様に、同図の（ｄ）に示されるように、1.569 μｍ以上
で1.579 μｍ未満の光が、図の矢印ｅのように、光ファ
イバ10ｅに通され、1.579 μｍ以上の波長の光は第１の
受光面３の位置19で反射される。そして、このように、
光ファイバ10ａから光回路部品５に通された光は、第１
の受光面３と第２の受光面４との間を反射しながら互い
違いに進むと共に、第１の受光面３の各位置16, 17, 1
8, 19で異なる波長の光に分波され、各光ファイバ10
ｂ，10ｃ，10ｄ，10ｅに入射する。

【００２７】このように、光回路部品５の第１の受光面
３と第２の受光面４との間で反射する光の光路は、第１
の受光面３と第２の受光面４とで形成される角度、すな
わち、ガラスブロック12に頂角αと、入射側の光ファイ
バ10ａ側から入射する光が、直接第１の受光面３に入射
する位置16における光の入射角度θ₁により決まるため
に、光回路部品５の設計に際し、例えば、第１の受光面
３の位置16において、分波したい光の波長範囲と、図２
で示したような、第１のフィルタ１に入射する光の入射
角度による光の透過率のデータ等から、位置16における
入射角度θ₁を求め、同様にして、第１のフィルタ面３
の各位置17，18，19において、分波したい光の波長範囲
に合わせて、各位置17，18，19での入射角度θ₂，
θ₃，θ₄を求める。

【００２８】そして、θ₂，θ₃，θ₄が求めた値とな
るように、式（１）とθ₁からαを求め、αを設定すれ
ば、各位置17，18，19においてそれぞれ異なる所望の波
長範囲の光を選択的に分波させることができる。

【００２９】また、このように設計した光回路部品５の
第１の受光面３の各位置16, 17, 18, 19に対応させて、
第１のフィルタ１の背面６側に出射側の光ファイバ10
ｂ，10ｃ，10ｄ，10ｅを配設することにより、前述のよ
うに、入射側の光ファイバ10ａ側から光回路部品５に入
射した複数の波長の光を、第１の受光面３の各位置16,1
7, 18, 19で異なる波長の光に選択的に分波して、各出
射側の光ファイバ10ｂ，10ｃ，10ｄ，10ｅ側に出射させ
ることができる。

【００３０】実際に、中心波長1.553 μｍ，1.560 μ
ｍ，1.567 μｍ，1.574 μｍの４つの光を合波して光フ
ァイバ10ａに入射させ、光ファイバ10ｂ，10ｃ，10ｄ，
10ｅの出射端側で受光される光を測定して確認実験を行
ったところ、光ファイバ10ｂからは中心波長が1.553 μ
ｍの光が検出され、光ファイバ10ｃ，10ｄ，10ｅからは
それぞれ中心波長が1.560 μｍ，1.567 μｍ，1.574 μ
ｍの光が検出され、この光回路部品５により波長ごとに
複数の光が分波されることが確認された。なお、このと
きの各波長の光の通過損失は全て２ｄＢ以下であり、各
光ファイバ10ｂ，10ｃ，10ｄ，10ｅ間での波長アイソレ
ーションは15ｄＢ以上であった。

【００３１】本実施例によれば、上記したように、光回
路部品５に光ファイバ10ａ側から光を通すだけで、容易
にその光を所望の波長の光に分波することができる。し
かも、この光回路部品５は、ガラスブロック12に第１の
フィルタ１と第２のフィルタ２を張り付けただけの簡単
な部品であり、この光回路部品５の設計に際しては、ガ
ラスブロック12の頂角αと、第１の受光面３の位置16に
おける光の入射角度θ₁を定めることにより、第１の受
光面３の各位置17, 18, 19における光の入射角度θ₂，
θ₃，θ₄を決めることができるため、その設計も容易
であり、各位置16, 17, 18, 19における光の入射角度θ
₁，θ₂，θ₃，θ₄をθ₁〜θ₄となるにしたがって
所望の角度ずつだけ増加させ、各位置16, 17, 18, 19に
対応する第１のフィルタ１の背面６に各光ファイバ10
ｂ，10ｃ，10ｄ，10ｅを配設して、前記の動作を行うよ
うにすることができる。

【００３２】また、本実施例の光回路部品５により分波
されて、各光ファイバ10ｂ〜10ｅ側に通される各波長の
光の通過損失等を実験によって確認した結果によれば、
通過損失は全て２ｄＢ以下であり、各光ファイバ10ｂ〜
10ｅ間の波長アイソレーションも15ｄＢ以上と高いこと
が確認され、このように、本実施例の光回路部品５は、
非常に低い通過損失で光を通すことができ、しかも、高
い精度で光の分波を行うことができることが立証され
た。

【００３３】図５には、本発明の光回路部品５の第２の
実施例の平面図が示されている。この光回路部品５は、
シリコン基板上に石英ガラスを用いて形成した平面光導
波路21基板に、図６に示すように、ダイシングソウによ
り幅20μｍ、深さ200 μｍの第１のフィルタ溝15ａと第
２のフィルタ溝15ｂを形成し、第１のフィルタ溝15ａと
第２のフィルタ溝15ｂとに、表面が研磨された厚さ15μ
ｍの第１のフィルタ１と第２のフィルタ２をそれぞれ嵌
合し、接着剤で固定することにより形成されている。第
１のフィルタ溝15ａと第２のフィルタ溝15ｂにより形成
される角度αは１度であり、したがって、第１のフィル
タ１の第１の受光面３と、第２のフィルタ２の第２の受
光面４とで形成される角度は、第１の実施例と同様に１
度である。また、第１、第２のフィルタ１，２は第１の
実施例の各フィルタ１，２と同様に機能するフィルタで
ある。

【００３４】平面光導波路21の光通路であるコア７は、
埋め込み型の光導波路であり、その寸法は８μｍ角、コ
ア７とコア７の周りとの比屈折率差は0.25％であり、コ
ア７に光を通したときに、その光の波長が1.25μｍ以上
のときには、光はコア７をシングルモードで伝搬するよ
うになっている。

【００３５】第１のフィルタ１と第２のフィルタ２は、
第１の実施例の各フィルタ１，２と同様のフィルタであ
り、入射側のコア７ａから光を入射させた光は、直接第
１のフィルタ１の第１の受光面３の位置16に達し、その
位置16において、光の入射角度θ₁が５度で第１の受光
面３に入射するようになっており、その後、第１および
第２の受光面３，４で反射しながら、順次、第１の受光
面３の各位置17，18，19に達して、光の入射角度θ₂，
θ₃，θ₄が７度、９度、11度で第１の受光面３に入射
するようになっており、第１および第２の受光面３，４
を進む光の通路に合わせてコア７ｎによる光導波路パタ
ーンが形成されている。そして、このように、第１およ
び第２のフィルタ１，２の各受光面３，４間を通る光の
通路が光導波路により形成されているところが、第２の
実施例の特徴的なところである。

【００３６】第１のフィルタ１の背面６側には、第１の
受光面３の各位置16，17，18，19に対応して、出射側の
コア７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅが形成されており、コア７
ｂ〜７ｅは、第１のフィルタ１を透過した異なる波長の
光が、それぞれコア７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅに入射する
ときに、入射損失が小さくなるように、第１の受光面３
に入射する光の通路の延長線上、すなわち、コア７ｎの
延長線上に形成されている。

【００３７】第２の実施例は以上のように構成されてお
り、第１の実施例と同様の動作を示し、入射側のコア７
ａから通された光は、第１のフィルタ１の第１の受光面
３と、第２のフィルタ２の第２の受光面４間でコア７ｎ
を通って反射しながら進んでいくと同時に、第１の受光
面３の各位置16，17，18，19に達した光が、各位置で異
なる波長に選択的に分波されて、各出射側のコア７ｂ，
７ｃ，７ｄ，７ｅに通される。そして、第１の実施例と
同様の効果を奏し、第１の実施例と同様の設計により容
易に光回路部品５を作製することが可能であり、コア７
ａ側から通される複数の波長を有する光を低通過損失
で、しかも、所望の波長範囲の光に高精度で分波するこ
とができる。

【００３８】なお、光導波路を伝搬する光は、その比屈
折率差によって定まる一定の広がりをもって伝搬し、各
フィルタ１，２での反射特性もこの広がりの影響を受け
る。そのことを考慮すると、第１のフィルタ１の第１の
受光面３と第２のフィルタ２の第２の受光面４とで形成
される角度αはできるだけ大きくすることが望ましい
が、前述のように、この角度αにより第１のフィルタ１
の受光面３で選択的に分波される光の波長間隔も決まっ
てしまう。そのため、光回路部品５の設計に際し、第１
および第２のフィルタ１，２の受光面３，４間の光導波
路であるコア７ｎを通って伝搬する光の広がりによる通
過損失と第１のフィルタ１受光面３で分波される光の波
長アイソレーション等を考慮して、第１のフィルタ１受
光面３と第２のフィルタ２受光面４とで形成される角度
αを決定することが重要である。

【００３９】第２の実施例でも第１の実施例と同様に、
４つの異なる波長の光を有する光をコア７ａ側から通し
て確認実験を行ったところ、第１の実施例と同様に、各
コア７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅにそれぞれ１つずつ異なる
波長の光が選択的に通されたことが確認され、このとき
の通過損失は最大3.5 ｄＢ、波長アイソレーションは７
ｄＢ以上であった。

【００４０】図７には、本発明の光回路部品５の第３の
実施例の平面図が示されている。この実施例において
は、シリコン基板上に石英ガラスを用いて形成した平面
光導波路21基板の一部に、２次元スラブ導波路で形成さ
れる２次元自由伝搬領域14を設け、この２次元自由伝搬
領域14に、第１のフィルタ１と第２のフィルタ２を組み
込んでいる。この２次元自由伝搬領域14においては、光
はこの領域14内のいずれの箇所においても平面方向（図
のＸＹ方向）に自由に伝搬することが可能であり、厚み
方向（図面に対して垂直方向）の光の伝搬は規制されて
いる。

【００４１】第３の実施例の特徴的なところは、２次元
自由伝搬領域14内に反射鏡である凹面ミラー13ａ〜13ｅ
を配設したことであり、入射側のコア７ａから２次元自
由伝搬領域14に入射される光を凹面ミラー13ａで反射さ
せて、平面光線として第１のフィルタ１の第１の受光面
３に入射させるようにしており、第１のフィルタ１の背
面６側から出射される光を、それぞれ凹面ミラー13ｂ〜
13ｅで反射させて、平行光線としてそれぞれコア７ｂ〜
７ｅに入射させるようになっている。

【００４２】第３の実施例も、第１、第２の実施例と同
様の第１、第２のフィルタ１，２により構成されてお
り、第１の受光面３と第２の受光面４とで形成される角
度αも、第１、第２の実施例と同様に１度であり、第１
の受光面３の各位置16，17，18，19における光の入射角
度θ₁，θ₂，θ₃，θ₄も同じ値である。また、平面
光導波路21に形成されているコア７ａ〜７ｅの寸法等
は、全て第２の実施例の平面光導波路21と同様である。

【００４３】第３の実施例では、入射側のコア７ａから
入射される光が、図６の一点鎖線のように、凹面ミラー
13ａに入射して反射してから、第１のフィルタ１の第１
の受光面３の位置16に入射し、第１の受光面３の各位置
16，17，18，19から出射される各波長の光が、それぞれ
凹面ミラー13ｂ，13ｃ，13ｄ，13ｅで反射されて、各出
射側のコア７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅに通されるが、それ
以外の動作は第１、第２の実施例と同様であり、第１、
第２の実施例と同様の効果を奏する。また、第１、第２
のフィルタ１，２に入射する光が、凹面ミラー13ａによ
り平面方向において光の光軸に対して平行光線となって
いるために、導波路で形成した２次元自由伝搬領域を伝
搬する光が広がることにより第１，第２のフィルタ１，
２間での光の反射特性や第１のフィルタ１の光の透過特
性が劣下することもあまりない。

【００４４】第３の実施例についても、第１、第２の実
施例と同様に透過特性確認実験を行ったところ、光が同
様に分波され、通過損失は最大３ｄＢ、波長アイソレー
ションは15ｄＢ以上であった。

【００４５】図８には、本発明の光回路部品５の第４の
実施例の平面図が示されている。第４の実施例も第２の
実施例と同様にして、平面光導波路21に、第１、第２の
フィルタ１，２を組み込むことにより構成されている。

【００４６】第４の実施例の特徴的なところは、第２の
フィルタ２を第２の受光面４で光を反射すると共に、受
光面４の反対側の背面９側から通される光を透過するフ
ィルタにより構成し、第２のフィルタ２の背面９側に入
射側のコア７ｇ，７ｈ，７ｉ，７ｊを配設し、コア７
ｇ，７ｈ，７ｉ，７ｊ側から通された異なる波長の光
を、第２のフィルタ２の背面９の各位置27，28，29，30
に入射させたときに、それらの各波長の光をコア７ｎを
通る光と合波させ、その合波した光を、第１の受光面３
の各位置17，18，19，20に対応する位置の第１のフィル
タ１の背面６から、各コア７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆに通
される光と共に合わせて入射するように構成したところ
である。また、この実施例では、入射側のコア７ａ側か
ら入射した光が、直接第１の受光面３に入射する位置16
に対応する第１のフィルタ１背面６側には、光通路であ
るコアは設けられていない。

【００４７】第４の実施例においても、コア７ａから入
射される光は、第２の実施例と同様に、第１、第２のフ
ィルタ１，２の受光面３，４の間でコア７ｎを通って反
射しながら進み、それと同時に、第１の受光面３の各位
置17，18，19，20で異なる波長、例えば、λ₁，λ₂，
λ₃，λ₄の光に分波されて、それぞれの光が各コア７
ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆ側に出射される。

【００４８】また、第４の実施例においては、第２のフ
ィルタ２の背面９側に配設された各コア７ｇ，７ｈ，７
ｉ，７ｊから通された光が、第２のフィルタ２の背面９
の各位置27，28，29，30に入射して、第２のフィルタ２
を透過するため、例えば、コア７ｃ〜７ｆに、それぞれ
波長がλ_c0，λ_d0，λ_e0，λ_f0の光を通すと、それらの
光は前述のコア７ｎを通る光と合わされて、第１のフィ
ルタ１の第１の受光面３の各位置17，18，19，20で分波
される光と共に合波して、同図に示されるように、コア
７ｃにはλ_c0とλ₁の波長の光が合わされて通され、コ
ア７ｄにはλ_d0とλ₂の波長の光が合わされて通され、
コア７ｅ，７ｆには、それぞれλ_e0とλ₃，λ_f0とλ₄
の波長の光が合わされて通される。

【００４９】なお、コア７ｇ，７ｈ，７ｉ，７ｊから通
される光の波長がλ_c0，λ_d0，λ_e0，λ_f0のときに、こ
れらの光が、図８に示したように、コア７ｃ，７ｄ，７
ｅ，７ｆに通されるためには、それぞれの波長の光が第
１のフィルタ１の第１の受光面３の各位置17，18，19，
20に達したときに、第１のフィルタ１を透過する光でな
ければならない。そのためには、波長がλ_c0，λ_d0，λ
_e0，λ_f0の光は、それぞれ、入射角度θ₂，θ₃，
θ₄，θ₅で第１の受光面３に入射したときに透過され
る波長範囲内の光でなければならず、例えば、θ₂が７
度のときには、光の波長λ_c0は1.562 μｍ以下の光とす
る必要がある。

【００５０】第４の実施例も上記各実施例と同様の効果
を奏し、さらに、第４の実施例では、コア７ａ側から入
射される光の他にコア７ｇ〜７ｊ側から所望の波長の光
を入射させることにより、コア７ａ側から入射してコア
７ｎを通り、第１のフィルタ１で分波した光にコア７ｇ
〜コア７ｊから通した所望の波長の光を合わせることが
できる。

【００５１】実際に、コア７ａからλ₁，λ₂，λ₃，
λ₄の波長の光を有する光を入射させて、各コア７ｃ〜
７ｆに分波させ、コア７ｇ〜７ｊから、それぞれλ_c0，
λ_d0，λ_e0，λ_f0の波長の光を入射させる実験を行い、
コア７ｃ〜７ｆの出射端側から出射される光を検出した
ところ、それぞれ、λ_c0とλ₁，λ_d0とλ₂，λ_e0とλ
₃，λ_f0とλ₄の波長の光が合波した光を検出すること
ができた。そして、λ_c0，λ_d0，λ_e0，λ_f0の波長の光
が第２のフィルタ２と第１のフィルタ１を透過して、そ
れぞれコ１７ｇ，７ｈ，７ｉ，７ｊ側からコア７ｃ，７
ｄ，７ｅ，７ｆ側に通されたときの光の透過損失はすべ
て0.5 ｄＢ以下であった。

【００５２】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
とはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記
第１〜第３の各実施例では、第１のフィルタ１の第１の
受光面３と、第２のフィルタ２の第２の受光面４とで形
成される角度αを１度とし、第１のフィルタ１の第１の
受光面３の位置16での光の入射角度θ₁を５度とした
が、第１の受光面３と第２の受光面４とで形成される角
度αや、第１の受光面３の位置16での光の入射角度θ₁
は、特に限定されるものではなく、光回路部品５で分波
したり合波したりしたい光の波長に合わせて、適宜設定
されるものである。

【００５３】また、第１のフィルタ１により分波される
光の波長範囲は、特に限定されるものではなく、第１の
フィルタ１は第１の受光面３に光が入射したときに、そ
の光の入射角度に応じて所定範囲内の波長を透過させ、
残りの光を反射する入射角対応波長選択透過型のフィル
タであればよい。

【００５４】また、上記実施例では、第１のフィルタ１
のみを前述のような入射角対応波長選択透過型のフィル
タとしたが、第２のフィルタも同様に入射角対応波長選
択透過型のフィルタにより構成し、光が第２のフィルタ
２の第２の受光面４に達する位置に対応させて、第２の
フィルタ２の背面９側に出射側の光通路を設け、第２の
受光面４に達した光も、その各位置において異なる波長
に選択的に分波されて出射側の光通路に通されるように
することもできる。

【００５５】さらに、上記第１の実施例では、光回路部
品５をガラスブロック12の側面側に第１、第２のフィル
タ１，２を張り付けて構成し、第２〜第４の各実施例で
は、第１、第２のフィルタ１，２を平面光導波路21内に
組み込んで構成したが、光回路部品５は、ガラスブロッ
ク12や平面光導波路21内に組み込んで構成するとは限ら
ない。例えば、図４に示した光回路部品５において、第
１、第のフィルタ１，２を平面光導波路21内に設ける代
わりに、第１，第２のフィルタ１，２の間にのみ、コア
７ｎを有する平面光導波路を設けて光回路部品５とし、
その光回路部品５の基部側にコア７ａの代わりに入射側
の光ファイバを、スネルの法則を満足するように、すな
わち、入射側の光ファイバから光を通したときに、その
光が光ファイバと平面導波路との間で屈折して、ちょう
どコア７ｎに入るような角度で接続し、光回路部品５の
第１のフィルタ１の背面６側に、コア７ｂ〜７ｅの代わ
りとなる出射側の光ファイバを接続すること等もでき
る。

【００５６】また、同様に、図７の光回路部品５におい
ても、第１、第２のフィルタ１，２間に平面光導波路を
設け、コア７ａおよびコア７ｇ〜７ｊの代わりに、入射
側の光ファイバをスネルの法則を満足するように接続す
ることもきるし、コア７ｃ〜７ｆの代わりに、出射側の
光ファイバを接続することもできる。

【００５７】また、上記第３の実施例では、コア７ａか
らの光を反射して、第１のフィルタ１に入射させる凹面
ミラー13ａと、第１のフィルタ１を透過した光を反射し
て、各コア７ｂ〜７ｅに出射させる凹面ミラー13ｂ〜13
ｅを設けたが、凹面ミラー13ａ〜13ｅは光の通路に合わ
せて適宜設けられるものであり、光通路に合わせて第１
のフィルタ１に光を入射させる側、あるいは、第１のフ
ィルタ１側から光を出射させる側のいずれか一方のみに
設けてもよい。

【００５８】さらに、上記実施例では、いずれも第１の
フィルタ１と第２のフィルタ２を配設するときに、その
間隔は、先端側が広がるような状態に配設して光回路部
品５を形成させ、光回路部品５の基部側から光を入射さ
せたが、第１のフィルタ１が第１の受光面３に入射する
光の入射角度によって、例えば、入射角度が10度のとき
には、1.5 μｍ未満の光を透過して1.5 μｍ以上の光を
反射し、入射角度が８度のときには、1.7 μｍ未満の光
を透過して1.7 μｍ以上の光を反射するといったよう
に、入射角度が小さくなるよほど透過させる波長の上限
値が大きくなるようなフィルタであれば、上記実施例と
は逆に、第１および第２のフィルタ１，２の間隔を先端
側が狭くなるような状態に配設し、光回路部品５の基部
側から光を入射させるようにすることもできる。

【００５９】さらに、入射側の光通路や出射側の光通路
の数は、特に限定されることはなく、分波あるいは合波
する光に合わせて各光通路を設け、本発明の光回路部品
により所望に光を分波させたり合波させたりすることが
できる。

【００６０】

【発明の効果】本発明によれば、入射側の光通路から複
数の波長を有する光を入射すると、光は直接対応する出
射側の光通路の位置に到達するか、あるいは、第１のフ
ィルタに達して第２のフィルタ側に反射し、第２のフィ
ルタから第１のフィルタ側に反射することを１回以上繰
り返して、対応する出射側の光通路の位置に到達する。
そして、第１のフィルタの受光面と第２のフィルタの受
光面とで形成される角度を所望の角度に設定することに
より、出射側の光通路の位置に到達した光は、第１のフ
ィルタが異なる波長の光を受け入れる入射角度となっ
て、第１のフィルタの受光面に入り込み、その各位置で
異なる波長の光が選択的に分波され、分波された光が各
出射側光通路側に出射されるため、入射側の光通路から
光回路部品に光を入射させるだけで、光を容易に異なる
波長の光に分波して出射させることができる。

【００６１】また、光回路部品の設計に際して、光回路
部品に複数の波長を有する光を入射したときに、第１の
フィルタの各出射側光通路の位置に達した光が、各位置
で異なる波長の光に選択的に分波されるように、第１の
フィルタの光透過性に合わせて、第１のフィルタの受光
面と第２のフィルタの受光面とで形成される角度を設定
すればよく、光回路部品の設計を容易に行うことがで
き、光回路が複雑化することもなく、第１と第２のフィ
ルタの受光面で形成させる角度を様々な角度に設定する
ことにより、光を所望の波長の光に分波することが可能
となる。

【００６２】さらに、第２のフィルタを該フィルタの受
光面で光を反射すると共に、受光面と反対側の背面側か
ら照射された光を透過するフィルタにより構成すれば、
第２のフィルタの背面側から照射された光と、入射側の
光通路から入射した光と合わせて出射側の光通路側に出
射させることができ、第２のフィルタの背面側から様々
な波長の光を照射することにより、所望の波長の光を合
波させることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光回路部品５の第１の実施例を光
ファイバと接続状態で示す構成図である。

【図２】図１の光回路部品の第１のフィルタの光の入射
角度による光透過性の違いを示すグラフである。

【図３】図１の光回路部品の動作を示す説明図である。

【図４】第１のフィルタ１と第２のフィルタ２の配設状
態の違いによる、第１および第２の受光面３，４に入射
する光の入射角度の違いを示す説明図である。

【図５】本発明の第２の実施例を示す平面構成図であ
る。

【図６】図４の光回路部品の第１、第２のフィルタ１，
２挿入部を示す説明図である。

【図７】本発明の第３の実施例を示す平面構成図であ
る。

【図８】本発明の第４の実施例を示す平面構成図であ
る。

【符号の説明】

１第１のフィルタ２第２のフィルタ３第１の受光面４第２の受光面６，９背面７コア 13 凹面ミラー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入射側の光通路に対向させて、光の反射
と透過を共に行う第１のフィルタを配設し、第１のフィ
ルタで反射した光を受ける側にはこの受けた光を前記第
１のフィルタ側へ反射する第２のフィルタを配設し、第
１のフィルタの受光面と反対側の背面には入射側の光通
路から通された光が直接入る位置と、入射側の光通路か
ら通された光が第１および第２のフィルタ受光面間で１
回以上反射してから入る１つ以上の位置との少くとも一
方側の位置に対応させて出射側の光通路が配設されるも
ので、入射側の光通路から複数の波長を有する光を入射
したときに第１のフィルタの各出射側光通路の位置に達
した光が各位置で異なる波長の光が選択的に分波される
入射角度となるように第１のフィルタの受光面と第２の
フィルタの受光面とで形成される角度を設定したことを
特徴とする光回路部品。
【請求項２】第１および第２のフィルタ受光面間を通
る光の通路は光導波路により形成されていることを特徴
とする請求項１記載の光回路部品。
【請求項３】入射側の光通路から照射された光を第１
のフィルタに入射させる反射鏡と、第１のフィルタを透
過した光を出射側の光通路に入射させる反射鏡との少く
とも一方の反射鏡が光通路とフィルタ間に配設されてい
ることを特徴とする請求項１記載の光回路部品。
【請求項４】第２のフィルタは該フィルタの受光面で
光を反射すると共に受光面と反対側の背面側から照射さ
れた光を透過するフィルタにより構成されており、第２
のフィルタの背面側から照射された光を入射側の光通路
から入射した光と合わせて出射側の光通路側に出射する
ように構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２
又は請求項３記載の光回路部品。