光反射器、光合分波器以及光系統的制作方法

專利名稱：光反射器、光合分波器以及光系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及光反射器、光系統、以及光合分波器，更詳細說，涉及通過產生對應傳輸的光的波長的光的強度分布的光傳輸區域、進行光波長多路復用通信的光反射器、光系統、以及光合分波器。
背景技術：
近年來，用于高速·大容量通信的光波長多路復用(WDMWavelengthDivision Multiplexing)通信系統的研究很活躍。光波長多路復用通信系統中使用的重要的光部件之一是耦合或者分支多個波長的光的光合分波器。光合分波器在專利文獻1以及非專利文獻1中公開了這樣的光合分波器的例子。
參照圖16說明在專利文獻1的圖1中作為現有技術公開的直線光波導型光合分波器。圖16是直線光波導型光合分波器的概略圖。直線光波導型光合分波器400具有互相以角度2θ交叉的第一直線光波導402以及第二直線光波導404、在兩個直線光波導交叉的部分上設置的光濾波器406、隔著光濾波器406在第一直線光波導402的延長線上設置的第三直線光波導408。光濾波器406用電介質多層膜形成。另外，光濾波器406，其等價的反射中心面406a通過上述3個直線光波導402、404、408的各個的光軸402a、404a、408a的交點410而且第一直線光波導402和第二直線光波導404對于反射中心面406a成鏡像關系相對設置。
在專利文獻1中，僅記載了1.3μm和1.5μm的兩波長的光的傳輸，但是在應用于3波長的場合，例如在圖16的直線光波導型光合分波器400中，如果把光濾波器406做成透過波長1.55μm波段的光而且反射波長1.49μm波段以及波長1.31μm波段的光的LPF(Long wavelength Pass Filter)，則入射第一直線光波導402的波長1.55μm的光，透過光濾波器406向第三直線光波導408傳輸，入射第一直線光波導402的波長1.49μm以及波長1.31μm的光，透過光濾波器406向第二直線光波導404傳輸。
另外，參照圖17說明在專利文獻1的圖9中作為發明公開的、使用一級光學過濾器的多模光波導型光合分波器。圖17是多模光波導型光合分波器的概略圖。多模光波導型光合分波器420具有隔著光濾波器422在兩側配置的第一多模干涉型光波導424以及第二多模干涉型光波導426、連接第一多模干涉型光波導424的第一單模光波導428以及第二單模光波導430、連接第二多模干涉型光波導426的第三單模光波導432。光濾波器422，用對于入射角0度的光反射波長1.3μm的光、而且透過波長1.5μm的光的電介質多層膜形成。
在專利文獻1中僅記載了關于兩波長的光的傳輸，但是在應用于三波長的光的場合，例如，在圖17的多模干涉型光波導420中，如果把光濾波器422作為透過波長1.55μm波段的光而且反射波長1.49μm波段以及波長1.31μm波段的光的LPF(Long wavelength Pass Filter)，則從第一單模光波導428入射第一多模干涉型光波導424的波長1.55μm的光，透過光濾波器422、通過第二多模干涉型光波導426向第三單模光波導432傳輸，從第一單模光波導428入射第一多模干涉型光波導424的波長1.49μm以及波長1.31μm的光，由光濾波器422反射、通過第一多模干涉型光波導424向第二單模光波導430傳輸。
下面參照圖18說明在非專利文獻1中公開的棒狀透鏡型光合分波器。圖18是棒狀透鏡型光合分波器的概略圖。棒狀透鏡型光合分波器440具有隔著光濾波器442在兩側配置的第一棒狀透鏡444以及第二棒狀透鏡446、連接第一棒狀透鏡444的第一光纖448以及第二光纖450、連接第二棒狀透鏡446的第三光纖452。光濾波器442用電介質多層膜形成。棒狀透鏡444、446，是在其有折射率的梯度、能夠使入射的光束校準為平行光或者聚集到一點的透鏡。例如棒狀透鏡的長度如果是對于入射棒狀透鏡的一端的光波長的蠕動周期(以下稱間距)的1/4的話，則其光束在棒狀透鏡的另一端成為平行光。
如果把光濾波器442作為透過波長1.55μm波段的光而且反射波長1.49μm波段以及波長1.31μm波段的光的LPF(Long wavelength Pass Filter)，則入射第一光纖448的波長1.55μm的光透過光濾波器442向第三光纖452傳輸，入射第一光纖448的波長1.49μm的光由光濾波器442反射向第二光纖450傳輸，入射第二光纖450的波長1.31μm的光由光濾波器442反射向第一光纖448傳輸。
專利文獻1特開2002-6155號公報(圖1，圖9)非專利文獻1田中弘、另外四名，“具有高隔離特性的光合分波器的開發”，電子信息通信學會綜合大會，電子信息通信學會，2004年4月，C-3-102，p276發明內容在上述專利文獻1中公開的直線光波導型光合分波器400、多模光波導型光合分波器420、以及非專利文獻1中公開的棒狀透鏡型光合分波器440中，著眼于用光濾波器406、422、442反射的波長1.49μm的光以及波長1.31μm的光。
在直線光波導型光合分波器400中，如果在上述位置以及方向上配置光濾波器406，則入射第一直線光波導402的波長1.49μm以及波長1.31μm的光，和光的波長的不同無關地由光濾波器406反射，入射第二直線光波導404。因此，波長1.49μm以及波長1.31μm的光的向第二直線光波導404的插入損失的差幾乎沒有。但是，當光濾波器406從上述位置以及方向即使有少許偏離時，由光濾波器406反射的光不入射到第二直線光波導404，而兩波長的光的向第二直線光波導404的插入損失顯著增大。為減低向第二直線光波導404的光的插入損失，需要把光濾波器406嚴密配置在上述的位置以及方向上，要實現這點十分費事。
在多模光波導型光合分波器420中，因為在多模光波導的特性上在干涉長度L上存在波長依賴性，所以在使波長短的一方成為干涉長度長、波長短的光成為100％的分配比(透過率或者反射率)那樣設定干涉長度L的場合，波長長的光的分配比(透過率或者反射率)變得不到100％。因此，在上述的三波長的光的傳輸中使用多模光波導型光合分波器420的場合，或者作為光波導過剩損失、結合損失等的總和的插入損失增加，或者發生向不需要的端口的泄漏(串擾)，對于三波長全部不能滿足良好的特性。
在棒狀透鏡型光合分波器440中，從第一光纖448入射的波長1.49μm的光以及波長1.31μm的光被校準，變成近似平行光。為完全成為平行光所需要的棒狀透鏡的長度，因為對應光的波長不同，所以在用光濾波器442反射波長1.49μm的光以及波長1.31μm的光時，至少一方的光不成為完全的平行光。當用光濾波器442反射不成為平行光的光時，因為從棒狀透鏡444入射第二光纖450的光不完全聚光，所以光的強度減弱，產生向第二光纖450的插入損失。因此，在棒狀透鏡型光合分波器440中，當與應該反射的兩個波長的光中的一方的波長的光一致自由地決定棒狀透鏡444、446的長度時，有時不能自由地決定與另一方的波長一致的棒狀透鏡444、446的長度，存在提高光波長多路復用通信的性能的余地。
因此，本發明申請的目的是，提供在能夠緩和光濾波器的嚴密性的同時能夠提高光波長多路復用通信的性能的光反射器、光合分波器以及光系統。
為實現上述目的，本發明的光反射器的特征在于，具有產生對應傳輸的光的波長的光的強度分布的光傳輸區域；在光傳輸區域的一側連接的第一光輸入輸出單元以及第二光輸入輸出單元；在光傳輸區域的另一側設置的反射鏡；在第一光輸入輸出單元以及第二光輸入輸出單元和反射鏡之間的光傳輸區域內設置的光濾波器；光濾波器反射第一波長的光而且透過第二波長的光，反射鏡反射第二波長的光，在第一光輸入輸出單元和第二光輸入輸出單元之間，傳輸第一波長的光以及第二波長的光。
在這樣構成的光反射器中，例如，從第一光輸入輸出單元入射到光傳輸區域的第一波長的光，由光濾波器反射后，向第二光輸入輸出單元傳輸。
另外，例如，從第二光輸入輸出單元入射到光傳輸區域的第二波長的光，透過光濾波器，用反射鏡反射，再次透過光濾波器后，向第一光輸入輸出單元傳輸。
在本發明申請中，因為把生成對應傳輸的光的波長的光的強度分布的光傳輸區域作為構成要件，所以和用直線光波導構成的情況不同，即使反射鏡或者光濾波器的位置少許偏離，光也不會顯著損失。由此，能夠緩和反射鏡或者光濾波器的配置的嚴密性。
另外，在從第一光輸入輸出單元入射到光傳輸區域的光反射后向第二光輸入輸出單元傳輸的場合，入射到第二光輸入輸出單元時的光的強度大的一方，被傳輸的光的損失變小，所以，這是所期望的。但是，在第一光輸入輸出單元和第二光輸入輸出單元之間傳輸第一波長的光和第二波長的光時，因為在光傳輸區域中產生與傳輸的光的波長對應的光的強度分布，所以當像現有技術那樣光濾波器等的反射要素僅有一個時，擔心當一方波長的光使入射到第二光輸入輸出單元時的光的強度變大時，另一方波長的光會使入射到第二光輸入輸出單元時的光的強度降低。在本發明申請中，因為有光濾波器和反射鏡兩個反射要素，所以在通過光濾波器的對位等調整了入射到第二光輸入輸出單元時的一方的波長的光的強度后，能夠獨立于一方的波長的光地通過反射鏡調整另一方的波長的光的強度，可增大設計的自由度。由此，能夠提高光波長多路復用通信的性能。
此外，光輸入輸出單元包含光波導以及光纖等。
另外，在本發明的光反射器的實施形態中，理想的是，進一步具有在光濾波器和反射鏡間設置的至少一級追加的光濾波器，各個追加的光濾波器，也由其反射所有透過位于第一以及第二光輸入輸出單元側的光濾波器的規定的波長的光而且透過第二波長的光，在第一光輸入輸出單元和第二光輸入輸出單元之間，傳輸第一波長的光、第二波長的光、以及規定的波長的光。
在這樣構成的光反射器中，除傳輸第一波長的光以及第二波長的光之外，還能夠在第一光輸入輸出單元以及第二光輸入輸出單元之間傳輸規定波長的光。例如，從第一光輸入輸出單元入射到光傳輸區域的、規定的波長的光，也從追加的光濾波器透過位于第一以及第二光輸入輸出單元側的光濾波器，由追加的光濾波器反射，再次透過光濾波器，向第二光輸入輸出單元傳輸。和第一波長的光以及第二波長的光同樣，用追加的光濾波器反射的規定的波長的光的強度分布，能夠通過適當決定第一光輸入輸出單元以及第二光輸入輸出單元和追加的光濾波器之間的距離來使其變化。其結果，能夠在使用3個以上的波長的光多路復用通信中提高性能。
在本發明的光反射器的實施形態中，也可以把反射鏡和光濾波器的至少一部分作為單元一體形成。在該場合，反射鏡和光濾波器的單元以及光濾波器和光濾波器的單元，可以具有用粘接劑、粘接劑·折射率調整劑等樹脂粘貼的結構，也可以具有在玻璃、塑料等板部件、或者在內部是空間的塑料等的箱形框體的兩側粘貼反射鏡和/或光濾波器的結構。通過作為單元一體形成能夠削減反射鏡以及光濾波器的安裝工序，由于工時削減能夠減低制造成本。不用說，如果把反射鏡以及所有的光濾波器作為一個單元構成，則一次即可完成安裝工作。
另外，單元，也可以用形成反射鏡以及光濾波器的工序連續疊層形成。在這一場合，能夠特別高精度地控制反射鏡以及光濾波器的間隔。這樣，通過把反射鏡和一級或者兩級以上的光濾波器作為單元一體形成，比之個別安裝各個的場合，能夠減低各個的間隔或者角度的分散，能夠抑制特性的分散。
在本發明的光反射器的實施形態中，理想的是，光傳輸區域用棒狀透鏡、佛瑞奈透鏡等聚光元件、光柵(衍射光柵)、多模光波導、馬赫-策恩德干涉計或者方向性光耦合器形成。
聚光元件、光柵、多模光波導、馬赫-策恩德干涉計以及方向性光耦合器任何一個都生成對應傳輸的光的波長的光的強度分布。
另外，在本發明的光反射器的實施形態中，理想的是，光傳輸區域在第一光輸入輸出單元以及第二光輸入輸出單元和與其最接近的所述光濾波器之間構成第一光傳輸區域部，第一光傳輸區域部，對于光傳輸區域的其他的部分，在和光的傳輸方向垂直的方向上偏移。
在這樣構成的光反射器中，例如，透過最接近第一光輸入輸出單元以及第二光輸入輸出單元的光濾波器而且反射第三光輸入輸出單元側的光濾波器的第二波長的光，在從第一光輸入輸出單元向第二光輸入輸出單元傳輸時，能夠減低泄漏入射到第一光輸入輸出單元的第二波長的光的量(反射衰減量)。
另外，為實現上述目的，本發明的光系統的特征在于，具有生成對應傳輸的光的波長的光的強度分布的光傳輸區域；在光傳輸區域的一側連接的第一光輸入輸出單元以及第二光輸入輸出單元；在光傳輸區域的另一側連接的第三光輸入輸出單元；和為設置在第一光輸入輸出單元以及第二光輸入輸出單元和第三光輸入輸出單元之間的光傳輸區域內設置的至少兩級的光濾波器的光濾波器設置單元。
在這樣構成的光系統中，通過在光濾波器設置單元內設置至少兩級適當的過濾器，能夠起到和上述本發明的光反射器同樣的作用以及效果。再有，可以在第一光輸入輸出單元和第三光輸入輸出單元之間傳輸第三波長的光。
在本發明的光系統的實施形態中，理想的是，光傳輸區域用棒狀透鏡、佛瑞奈透鏡等聚光元件、光柵(折射光柵)、多模光波導、馬赫-策恩德干涉計或者方向性光耦合器形成。
另外，在本發明的光系統的實施形態中，更理想的是，光濾波器設置單元是在光傳輸區域內設置的溝。
另外，在本發明的光系統的實施形態中，第一、第二、以及第三光輸入輸出單元，可以是單模光波導，也可以是第一以及第二光輸入輸出單元是單模光波導，第三光輸入輸出單元是光纖。
在本發明的光系統的實施形態中，理想的是，光傳輸區域，在第一光輸入輸出單元以及第二光輸入輸出單元和與其最接近的所述光濾波器設置單元之間，構成第一光傳輸區域部，第一光傳輸區域部，對于光傳輸區域的其他的部分，在和光的傳輸方向垂直的方向上偏移。
為實現上述目的，本發明的光合分波器的特征在于，具有生成對應傳輸的光的波長的光的強度分布的光傳輸區域；在光傳輸區域的一側連接的第一光輸入輸出單元以及第二光輸入輸出單元；在光傳輸區域的另一側連接的第三光輸入輸出單元；和在第一光輸入輸出單元以及第二光輸入輸出單元和第三光輸入輸出單元之間的光傳輸區域內設置的兩級的光濾波器；第一光輸入輸出單元以及第二光輸入輸出單元側的光濾波器，反射第一波長的光而且透過第二波長的光以及第三波長的光，第三光輸入輸出單元側的光濾波器，反射第二波長的光而且透過第三波長的光，在第一光輸入輸出單元和第二光輸入輸出單元之間，傳輸第一波長的光以及第二波長的光，在第一光輸入輸出單元或者第二光輸入輸出單元和第三光輸入輸出單元之間傳輸第三波長的光。
用這樣構成的本發明的光合分波器，和上述本發明的光反射器以及光系統同樣地動作，并收到同樣的效果。
在這樣構成的光合分波器的實施形態中，理想的是，進一步具有在兩級的光濾波器之間設置的至少一級的追加的光濾波器，各個追加的光濾波器，也由其反射所有透過位于第一以及第二光輸入輸出單元側的光濾波器的規定的波長的光而且透過第二波長的光以及第三波長的光，在第一光輸入輸出單元和第二光輸入輸出單元之間，傳輸第一波長的光、第二波長的光、以及規定的波長的光。
在本發明的光合分波器的實施形態中，理想的是，光傳輸區域用棒狀透鏡、佛瑞奈透鏡等聚光元件、光柵(衍射光柵)、多模光波導、馬赫-策恩德干涉計或者方向性光耦合器形成。
另外，在本發明的光合分波器的實施形態中，理想的是，光傳輸區域在第一光輸入輸出單元以及第二光輸入輸出單元和與其最接近的光濾波器之間構成第一光傳輸區域部，第一光傳輸區域部，對于光傳輸區域的其他的部分，在和光的傳輸方向垂直的方向上偏移。
在這樣構成的光合分波器中，例如，透過最接近第一光輸入輸出單元以及第二光輸入輸出單元側的光濾波器而且反射第三光輸入輸出單元側的光濾波器的第二波長的光，在從第一光輸入輸出單元向第二光輸入輸出單元傳輸時，能夠減低泄漏入射到第一光輸入輸出單元的第二波長的光的量(反射衰減量)。
另外，在本發明的光合分波器的實施形態中，在光傳輸區域用多模光波導或者方向性光耦合器形成的場合，第一、第二、以及第三光輸入輸出單元，可以是單模光波導，也可以是第一以及第二光輸入輸出單元是單模光波導，而第三光輸入輸出單元是光纖。
在本發明的光合分波器的實施形態中，也可以把多個光濾波器的至少一部分作為單元一體形成。在該場合，光濾波器的單元，可以具有用粘接劑、粘接劑·折射率調整劑等樹脂粘貼的結構，也可以具有在玻璃、塑料等板部件、或者內部是空間的塑料等的箱形框體的兩側粘貼反射鏡和/或光濾波器的結構。通過作為單元一體形成能夠削減光濾波器的安裝工序，由于工時削減能夠減低制造成本。不用說，如果把所有的光濾波器作為一個單元構成，則一次即可完成安裝工作。另外，單元，也可以用形成光濾波器的工序連續疊層形成。在這一場合，能夠特別高精度地控制光濾波器彼此的間隔。這樣，通過把兩級以上的光濾波器作為單元一體形成，比之個別安裝各個的場合，能夠減低各個的間隔或者角度的分散，能夠抑制特性的分散。
在上述本發明的光反射器的實施形態中，理想的是，光濾波器進一步透過第三波長的光，反射鏡是反射第二波長的光、透過第三波長的光的第二光濾波器。
這樣構成的光反射器，可以作為僅檢測在第一光輸入輸出單元和第二光輸入輸出單元之間傳輸的光中選擇的波長的光的強度的功率監視器使用。
通過本發明的光合分波器、光反射器以及光系統，能夠緩和光濾波器的配置的嚴密性，同時能夠提高光波長多路復用通信的性能。


圖1是作為本發明的光反射器的第一實施形態的棒狀透鏡型光反射器的概略圖。
圖2是作為本發明的光反射器的第二實施形態的MMI型光反射器的概略平面圖。
圖3是作為本發明的光反射器的第三實施形態的MMI型光反射器的概略平面圖。
圖4是作為本發明的光反射器的第四實施形態的方向性光耦合器型光反射器的概略平面圖。
圖5是作為本發明的光反射器的第五實施形態的MMI型光反射器的概略平面圖。
圖6是作為本發明的光合分波器的第一實施形態的棒狀透鏡型光合分波器的概略圖。
圖7是作為本發明的光合分波器的第二實施形態的MMI型光合分波器的概略平面圖。
圖8是作為本發明的光合分波器的第三實施形態的MMI型光合分波器的概略平面圖。
圖9是作為本發明的光合分波器的第四實施形態的方向性光耦合器型光合分波器的概略平面圖。
圖10是作為本發明的光合分波器的第五實施形態的MMI型光合分波器的概略平面圖。
圖11是作為本發明的光合分波器的第六實施形態的MMI型光合分波器的概略平面圖。
圖12是作為本發明的光合分波器的第七實施形態的方向性光耦合器型光合分波器的概略平面圖。
圖13是作為本發明的光合分波器的第八實施形態的棒狀透鏡型光合分波器的概略圖。
圖14是作為本發明的光合分波器的第九實施形態的MMI型光合分波器的概略圖。
圖15是表示作為第九實施形態的MMI型光合分波器的回程損耗的圖表。
圖16是現有技術的直線光波導型光合分波器的概略平面圖。
圖17是現有技術的多模光波導型光合分波器的概略平面圖。
圖18是現有技術的棒狀透鏡型光合分波器的概略圖。
具體實施例方式下面參照

本發明的光反射器、光合分波器的實施形態。此外為容易觀看附圖，在以下說明的圖1～圖15中用虛線描畫光反射器以及光合分波器的輪廓等。
首先說明本發明的光反射器的第一實施形態。圖1是作為本發明的光反射器的第一實施形態的棒狀透鏡型光反射器的概略圖。在本實施形態中，作為例示，說明傳輸波長1.49μm的光和1.31μm的光的場合。
如圖1所示，棒狀透鏡型光反射器10具有作為光傳輸區域的棒狀透鏡12、在棒狀透鏡12的一側連接的作為第一光輸入輸出單元的第一光纖14以及作為第二光輸入輸出單元的第二光纖16、在棒狀透鏡12的另一側設置的反射鏡18、在第一光纖14以及第二光纖16和反射鏡18之間的棒狀透鏡12上設置的光濾波器20。
棒狀透鏡12是具有軸線22的圓筒形，在其內部形成折射率的梯度，是能夠把入射的光束校準為平行光或者聚集在一點的透鏡。例如，棒狀透鏡12的長度如果是間距(與光束的波長對應的蠕動周期)的1/4，則入射棒狀透鏡12的一端的光束在棒狀透鏡12的另一端成為平行光。棒狀透鏡12包含在第一光纖14以及第二光纖16和光濾波器20之間配置的第一棒狀透鏡24、在反射鏡18和光濾波器20之間配置的第二棒狀透鏡26。棒狀透鏡12優選用石英等形成。
第一光纖14以及第二光纖16，對于軸線22對稱而且幾乎平行地(±5度的范圍內)配置。另外，第一光纖14以及第二光纖16，通過熔接或者粘接劑固定在棒狀透鏡12上。
光濾波器20優選用電介質多層膜形成。在本實施形態中，光濾波器20是透過波長1.49μm波段的光而且反射波長1.31μm波段的光的LPF(Longwavelength Pass Filter)。從第一光纖14以及第二光纖16和棒狀透鏡12的結合位置28到光濾波器20的等價的反射中心面30的距離L11，優選等于短的一方的波長(1.31μm)的間距的1/4或者1/2等。光濾波器20的反射中心面30，優選對于軸線在90±5度的范圍內。
反射鏡18優選用電介質多層膜形成，但是只要能夠反射長的一方的波長(1.49μm)的光，也可以使用其材料是任意的光濾波器。從結合位置28到反射鏡18的等價的反射中心面32的距離L12，優選等于長的一方的波長(1.49μm)的1/4或者1/2等。反射鏡18的反射中心面32，優選對于軸線22在90±5度的范圍內。
下面關于距離L11是間距的1/4的場合，說明本發明的光反射器的第一實施形態的棒狀透鏡型光反射器的動作。
當波長1.31μm的光從第一光纖14入射棒狀透鏡12時，光由光濾波器20反射返回，向第二光纖16傳輸。另外，當波長1.49μm的光從第一光纖14入射棒狀透鏡12時，光透過光濾波器20，由反射鏡18反射返回，再次透過光濾波器20，向第二光纖16傳輸。其結果，在第一光纖14和第二光纖16之間傳輸兩個波長的光。
詳細說，從第一光纖14入射的波長1.31μm的光以及波長1.49μm的光在棒狀透鏡12內被校準，近似平行光。波長1.31μm的光，在到達光濾波器20的反射中心面30的地方成為平行光反射。波長1.49μm的光，在到達反射鏡18的反射中心面32的地方成為平行光反射。接著，波長1.31μm的光以及波長1.49μm的光在結合位置28的地方聚光。
這樣，能夠獨立地決定與波長1.31μm的光對應的距離L11以及與波長1.49μm的光對應的距離L21。因此，能夠獨立地決定兩方波長的光向第二光纖16的插入損失，能夠提高光波長多路復用通信的性能。
此外，通過使距離L11、L12大于或者小于間距的1/4等，也能夠獨立地決定兩方的波長的光向第一光纖14的反射衰減量。通過這樣做，能夠提高光波長多路復用通信的性能。
下面說明本發明的光反射器的第二實施形態。圖2是作為本發明的光反射器的第二實施形態的MMI(Multi Mode Interference)型光反射器的概略平面圖。在本實施形態中，作為例示，說明傳輸波長1.49μm的光和波長1.31μm的光的場合。
如圖2所示，MMI型光反射器40，具有作為光傳輸區域的多模光波導42、在多模光波導42的一側連接的作為第一光輸入輸出單元的第一單模光波導43以及第一光纖44、以及作為第二光輸入輸出單元的第二單模光波導45以及第二光纖46、在多模光波導42的另一側設置的反射鏡48、在第一光纖44以及第二光纖46和反射鏡48之間的多模光波導42上設置的一個光濾波器50。
多模光波導42的平面形狀大體為矩形。另外，多模光波導42具有與矩形的一邊平行在光的傳輸方向上延伸的軸線52。多模光波導42包含在第一光纖44以及第二光纖46和光濾波器50之間配置的第一光波導部54、和在反射鏡48和光濾波器50之間配置的第二光波導部56。多模光波導42具有在Si底板(未圖示)上疊層式形成的核42a以及包層42b，核42a以及包層42b優選用聚合物形成。
第一單模光波導43以及第二單模光波導45，在多模光波導42和第一光纖44以及第二光纖46之間配置，配置為使實現滿足第一光纖44以及第二光纖46的位置關系、和對多模光波導42合適的連接配置的第一單模光波導43以及第二單模光波導45的位置關系的光學的連接。典型地，對于第一光纖44以及第二光纖46的間隔離開100μm以上，第一單模光波導43以及第二單模光波導45對于多模光波導適合的連接的間隔為10μm左右，能夠通過S形的第一單模光波導43以及第二單模光波導45光學地連接它們。第一單模光波導43以及第二單模光波導45分別具有和多模光波導42一起在Si底板(未圖示)上疊層式形成的核43a、45a和包層43b、45b，核43a、45a以及包層43b、45b優選用聚合物形成。
根據目的，在第一單模光波導43以及第二單模光波導45和第一光纖44以及第二光纖46之間也可以集成具有其他功能的光回路。
第一光纖44以及第二光纖46分別具有核44a、46a以及包層44b、46b。第一光纖44以及第二光纖46，對于軸線52大體平行(±5度的范圍內)配置，通過粘接劑等固定在多模光波導42。
光濾波器50優選用電介質多層膜形成。在本實施形態中，光濾波器50是透過波長1.31μm波段的光而且反射波長1.49μm波段的光的SPF(Shortwavelength Pass Filter)或者BBF(Band Blocking Filter)。從第一單模光波導43以及第二單模光波導45和多模光波導42的結合位置58到光濾波器50的等價的反射中心面60的距離L21，優選為長的一方的光的波長(1.49μm)的干涉周期的1/4。光濾波器50，如橫切軸線52那樣亦即在橫向延伸，其反射中心面60優選對于軸線52在90±5度的范圍內。
反射鏡48優選用電介質多層膜形成，但是只要能夠反射短的一方的波長(1.31μm)的光，可以使用其材料是任意的光濾波器，也可以是金屬面。在使用金屬反射鏡的場合，使用金在反射率這點上十分理想。從結合位置58到反射鏡48的等價的反射中心面62的距離L22，優選等于短的一方的波長(1.31μm)的干涉周期的1/4。反射鏡48的反射中心面62，優選對于軸線52在90±5度的范圍內。
光濾波器50以及反射鏡48，優選分別在在多模光波導42上設置的、作為光濾波器設置單元的溝64、端部或者臺階部66等上安裝。
下面說明作為本發明的光反射器的第二實施形態的MMI型光反射器的動作。
當波長1.49μm的光從第一光纖44入射多模光波導42時，光由光濾波器50反射返回，向第二光纖46傳輸。另外，當波長1.31μm的光從第一光纖44入射多模光波導42時，光透過光濾波器50，由反射鏡48反射返回，再次透過光濾波器50，向第二光纖46傳輸。其結果，在第一光纖44和第二光纖46之間傳輸兩個波長的光。
詳細說，從第一光纖44入射的波長1.49μm的光以及波長1.31μm的光，通過第一單模光波導43入射到多模光波導42，在分解為多模光的同時，分解后的光相互干涉，由此，在多模光波導42內產生與光的強度分布對應的干涉條紋。隨著光在多模光波導42內向軸線52方向傳輸，光的強度分布的山形位置，對于軸線52方向在橫向移動。從結合位置58到光濾波器50的反射中心面60的距離L21如果是長的一方的光的波長(1.49μm)的干涉周期的1/4，則長的一方的波長(1.49μm)的光的強度分布的山形位置，在該光由光濾波器50反射返回到結合位置58時，來到第二單模光波導45和多模光波導42的結合位置。另外，從結合位置58到反射鏡48的反射中心面62的距離L22如果是短的一方的光的波長(1.31μm)的干涉周期的1/4，則短的一方的波長(1.31μm)的光的強度分布的山形位置，在該光透過光濾波器50，由反射鏡48反射，再次透過光濾波器50返回到結合位置58時，來到第二單模光波導45和多模光波導42的結合位置。
這樣，能夠獨立地決定與波長1.49μm的光對應的長度L21以及與波長1.31μm的光對應的長度L22。因此，能夠獨立地決定兩方波長的光向第二光纖46的插入損失，能夠提高光波長多路復用通信的性能。
此外，通過使距離L21、L22變化，也能夠獨立地決定兩方的波長的光向第一光纖44的反射衰減量。通過這樣做，能夠提高光波長多路復用通信的性能。
下面說明本發明的光反射器的第三實施形態。圖3是作為本發明的光反射器的第三實施形態的MMI(Multi Mode Interference)型光反射器的概略平面圖。本實施形態的MMI型光反射器70，把第二實施形態的MMI型光反射器40的光濾波器50、反射鏡48以及第二光波導部56作為光濾波器單元72一體形成，在代替第二實施形態的溝64、端部或者臺階部66，設置接收光濾波器單元72的、作為光濾波器設置單元的端部或者臺階部74以外，具有和第二實施形態的MMI型光反射器40同樣的結構。因此，給和第二實施形態的MMI型光反射器40共同的結構元件附以相同的符號，省略其說明。
另外，作為本發明的光反射器的第三實施形態的MMI型光反射器70的動作，因為和上述第二實施形態的MMI型光反射器40的動作相同，所以省略其說明。
光濾波器單元72，可以做成用粘接劑·折射率調整劑等粘貼光濾波器50以及反射鏡48的結構。通過一體形成光濾波器單元72，因為一次即可完成向光濾波器設置單元上的安裝工作所以能夠通過削減工時降低制造成本。另外，光濾波器單元72，也可以連續形成光濾波器50以及反射鏡48的工序疊層形成。在這種場合，能夠特別高精度地控制光濾波器50以及反射鏡48的間隔。這樣，通過作為光濾波器單元72一體形成，與上述第二實施形態那樣個別安裝光濾波器50以及反射鏡48的場合相比，能夠減低它們的間隔或者角度的分散，抑制特性的分散。
下面說明本發明的光反射器的第四實施形態。圖4是作為本發明的光反射器的第四實施形態的方向耦合器型光反射器的概略平面圖。在本實施形態中，和第一～第三實施形態同樣，作為例示，說明傳輸波長1.49μm的光和波長1.31μm的光的場合。
如圖4所示，方向耦合器型光反射器80，具有作為光傳輸區域的方向性光耦合器82、在方向性光耦合器82的一側連接的作為第一光輸入輸出單元的第一光波導84以及作為第二光輸入輸出單元的第二光波導86、在光耦合器82的另一側設置的反射鏡88、在第一光波導84以及第二光波導86和反射鏡88之間的光耦合器82上設置的一個光濾波器90。
光耦合器82，具有在光的傳輸方向上延伸的軸線92。光耦合器82具有分別在軸線92的兩側配置的第一光耦合路徑94以及第二光耦合路徑96。這些光耦合路徑94、96用核82a形成，用包層82b包圍。另外，這些光耦合路徑94、96互相接近配置，使通過一方的光耦合路徑94傳輸來的光一邊傳輸一邊換移到另一方的光耦合路徑96上。光耦合器94、96包含在第一光波導84以及第二光波導86和光濾波器90之間配置的第一光耦合器部98、和在反射鏡88和光濾波器90之間配置的第二光耦合器部100。
第一光波導84和第一光耦合路徑94的連接部分以及第二光波導86和第二光耦合路徑96的連接部分，優選對于軸線大體平行(±5度的范圍內)配置。第一光波導84以及第二光波導86隨著離開光耦合器82互相遠離。第一光波導84以及第二光波導86的路徑也可以具有圓弧、Sine特殊函數等的曲線的路徑。第一光波導84以及第二光波導86各具有和多模光波導82一體在Si底板(未圖示)上疊層式形成的核82a和包層82b。另外，核82a和包層82b優選用聚合物形成。
光濾波器90優選用電介質多層膜形成。在本實施形態中，光濾波器90是透過波長1.31μm波段的光而且反射波長1.49μm波段的光的SPF(Shortwavelength Pass Filter)或者BBF(Band Blocking Filter)。從第一光波導84以及第二光波導86和光耦合器82的結合位置102到光濾波器90的等價的反射中心面104的距離L41，優選為長的一方的光的波長(1.49μm)的結合長度的1/2。這里，所謂結合長度是在方向性光耦合器中，從第一光波導入射的光功率的全部向第二光波導結合的長度，不是僅接近部分(通常是直線光波導)的長度，而應該也增加曲線光波導的結合來決定，但是為易于理解說明，在圖中作為直線部分的長度記載。光濾波器90的反射中心面104，優選對于軸線92在90±5度的范圍內。
反射鏡88優選用電介質多層膜形成，但是只要能夠反射短的一方的波長(1.31μm)的光，也可以使用其材料是任意的光濾波器。從結合位置102到反射鏡88的等價的反射中心面106的距離L42，優選等于短的一方的波長(1.31μm)的結合長度的1/2。反射鏡88的反射中心面106，優選對于軸線在90±5度的范圍內。
光濾波器90以及反射鏡88，優選分別在光耦合器82上設置的、作為光濾波器設置單元的溝108、端部或者臺階部110等上安裝。
下面說明作為本發明的光反射器的第四實施形態的方向性光耦合器型光反射器的動作。
當波長1.49μm的光從第一光波導84入射光耦合器82時，光由光濾波器90反射返回，向第二光波導86傳輸。另外，當波長1.31μm的光從第一光波導84入射光耦合器82時，光透過光濾波器90，由反射鏡88反射返回，再次透過光濾波器90，向第二光波導86傳輸。其結果，在第一光波導84和第二光波導86之間傳輸兩個波長的光。
詳細說，從第一光波導84入射的波長1.49μm的光以及波長1.31μm的光，在耦合器82內干涉，在與波長對應的結合長度上從第一結合路徑94向第二結合路徑96換移。從接合位置102到光濾波器90的反射中心面104的距離L41如果是長的一方的波長(1.49μm)的光的結合長度的1/2，則從第一光波導84向第一結合路徑94傳輸的長的一方的波長(1.49μm)的光，在該光由光濾波器90反射返回到接合位置102時，完全換移到第二結合路徑96，入射第二光波導86。另外，從結合位置102到反射鏡88的反射中心面106的距離L42如果是短的一方的波長(1.31μm)的光的結合長度的1/2，則從第一光波導84向第一結合路徑94傳輸的短的一方的波長(1.31μm)的光，在該光由光濾波器90反射返回到結合位置102時，完全換移到第二結合路徑96，入射第二光波導86。
這樣，能夠獨立地決定與波長1.49μm的光對應的長度L41以及與波長1.31μm的光對應的長度L42。因此，能夠獨立地決定兩方波長的光向第二光波導86的插入損失，能夠提高光波長多路復用通信的性能。
此外，通過使距離L41、L42變化，也能夠獨立地決定兩方的波長的光向第一光波導84的反射衰減量。通過這樣做，也能夠提高光波長多路復用通信的性能。
另外，上述說明了光波導型方向性光耦合器，但是通過在把兩根光纖熔接延伸形成方向性光耦合器的光纖熔接型光纖的光結合部中插入反射鏡以及光濾波器也能夠實現同樣的動作。
下面說明本發明的光反射器的第五實施形態。圖5是作為本發明的光反射器的第五實施形態的MMI(Multi Mode Interference)型光反射器的概略平面圖。在本實施形態中，和傳輸兩個波長的光的第一～第四實施形態不同，傳輸三個波長的光。作為例示，設三個波長分別為波長1.55μm、波長1.49μm、波長1.31μm，說明本實施形態。
另外，本實施形態的結構，概略地說，伴隨在作為第二實施形態的MMI型光反射器40的光濾波器50和反射鏡48之間設置追加的光濾波器126(參照圖5)、以及處理三個波長的光的變更以外，具有和作為第二實施形態的MMI型光反射器40同樣的結構。因此，在以下的說明中，給和第二實施形態共同的結構元件附以同樣的符號，省略其說明。
如圖5所示，MMI型光反射器120，具有作為光傳輸區域的多模光波導42、在多模光波導42的一側連接的作為第一光輸入輸出單元的第一光纖44以及作為第二光輸入輸出單元的第二光纖46、在多模光波導42的另一側設置的反射鏡122、在第一光纖44以及第二光纖46和反射鏡122之間的多模光波導42上設置的第一級光濾波器124以及第二級光濾波器126。
多模光波導42的平面形狀大體為矩形。另外，多模光波導42具有與矩形的一邊平行在光的傳輸方向上延伸的軸線52。多模光波導42，包含在第一光纖44以及第二光纖46和第一級光濾波器124之間配置的第一光波導部128、在第一級光濾波器124和第二級光濾波器126之間配置的第二光波導部130、在第二級光濾波器126和反射鏡122之間配置的第三光波導部132。多模光波導42，具有在Si底板(未圖示)上疊層式形成的核42a以及包層42b，核42a以及包層42b優選用聚合物形成。
第一級光濾波器124和第二級光濾波器126優選用電介質多層膜形成。在本實施形態中，第一級光濾波器124是透過波長1.31μm波段以及波長1.49μm波段的光而且反射波長1.55μm波段的光的SPF(Short wavelength PassFilter)或者BBF(Band Blocking Filter)。另外，第二級光濾波器126透過波長1.31μm波段的光而且反射波長1.49μm波段的光的SPF或者BBF。亦即，第二級光濾波器126，由其反射所有透過第一光纖44以及第二光纖46側的光濾波器的波長1.49μm的光。從第一光纖44以及第二光纖46和多模光波導42的結合位置58到第一級光濾波器的等價的反射中心面134的距離L51，優選為最長的一方的光的波長(1.55μm)的干涉長度的1/2。另外，從結合位置58到第二級光濾波器的等價的反射中心面136的距離L52，優選為中間長度的光的波長(1.49μm)的干涉長度的1/2。第一級光濾波器124以及第二級光濾波器126的反射中心面134、136對于軸線52優選在±5度的范圍內。
反射鏡122優選用電介質多層膜形成，但是只要能夠反射最短的波長(1.31μm)的光，其材料是任意的，也可以使用光濾波器。從結合位置58到反射鏡122的等價的反射中心面138的距離L53，優選等于最短的波長(1.31μm)的干涉長度的1/2。反射鏡122的反射中心面138，優選對于軸線52在90±5度的范圍內。
光濾波器124、126以及反射鏡122，優選分別在在多模光波導42上設置的、作為光濾波器設置單元的溝140、142、端部或者臺階部144等上安裝。
下面說明作為本發明的光反射器的第五實施形態的MMI型光反射器的動作。
當波長1.55μm的光從第一光纖44入射多模光波導42時，光由第一級光濾波器124反射返回，向第二光纖46傳輸。另外，當波長1.49μm的光從第一光纖44入射多模光波導42時，光透過第一級光濾波器124，由第二級光濾波器126反射返回，再次透過第一級光濾波器124，向第二光纖46傳輸。另外，當波長1.31μm的光從第一光纖44入射多模光波導42時，光透過第一級光濾波器124以及第二級光濾波器126，由反射鏡122反射返回，再次透過第二級光濾波器126以及第一級光濾波器124，向第二光纖46傳輸。其結果，在第一光纖44和第二光纖46之間傳輸三個波長的光。動作的細節，因為和第二實施形態相同，所以省略其說明。
在上述的MMI型光反射器120中，能夠獨立地決定與波長1.55μm的光對應的長度L51以及與波長1.49μm的光對應的長度L52以及與波長1.31μm的光對應的長度L53。因此，也能夠分別決定第一～第三光波導部128、130、132的核的形狀(寬度及長度)，使各波長的光中的插入損失成為最小。由此能夠提高光波長多路復用通信的性能。
在上述第一到第五實施形態中，兩個或者三個波長的光的全部作為從第一光纖42入射、向第二光纖46射出的光說明了它們的動作，但是也可以使各波長的光的某一個從第二光纖46入射向第一光纖42射出那樣動作。
另外，可以把上述本發明申請的光反射器的第一到第五實施形態作為用于把通過互相并列的兩根光纖的一方發送來的信號向另一方的光纖傳輸的連接裝置使用。在現有技術中，使用為連接這樣的兩根光纖的連接用光纖。但是在光纖的結構上，因為連接用光纖的曲率半徑不能做小，所以需要連接用光纖用的大的空間。與此相對，使用本發明申請的反射器，能夠節省空間地連接上述光纖。
另外，通過在作為代替使用的各光濾波器以及反射鏡主要反射希望的波長的BBF(Band Blocking Filter)、構成為使僅希望波長的BBF反射率不到100％透過一部分光、代替反射鏡配置的BBF的后級上配置輸出用的光纖或者受光元件，也可以構成僅檢測在通過第一光輸入輸出單元14、44、84和第二光輸入輸出單元16、46、86的光中選擇的波長的光的強度的光功率監視器。
下面說明本發明的光合分波器的第一實施形態。圖6是作為本發明的光合分波器的第一實施形態的棒狀透鏡型光合分波器的概略圖。在本實施形態中，作為例示，說明傳輸波長1.55μm的光、波長1.49μm的光、和波長1.31μm的光的情況。
本發明的光合分波器的第一實施形態，在把作為本發明的光反射器的第一實施形態的棒狀透鏡型光反射器10的反射鏡18變更為第二級的光濾波器206(參照圖6)、越過第二級的光濾波器206延長棒狀透鏡12、在延長的棒狀透鏡12上追加了第三光輸入輸出單元202(參照圖6)，此外，具有和作為本發明的光反射器的第一實施形態的棒狀透鏡型光反射器10同樣的結構。給同樣的結構元件附以相同的符號，省略其說明。
如圖6所示，棒狀透鏡型光合分波器200，具有作為光傳輸區域的棒狀透鏡12、在棒狀透鏡12的一側連接的作為第一光輸入輸出單元的第一光纖14以及作為第二光輸入輸出單元的第二光纖16、在棒狀透鏡12的另一側連接的作為第三光輸入輸出單元的第三光纖202、在第一光纖14以及第二光纖16和第三光纖202之間的棒狀透鏡12上設置的第一級光濾波器20以及第二級光濾波器206。
棒狀透鏡12，包含在第一光纖14以及第二光纖16和第一級光濾波器20之間配置的第一棒狀透鏡24、在第一級光濾波器20和第二級光濾波器206之間配置的第二棒狀透鏡26、在第二級光濾波器206和第三光纖202之間配置的第三棒狀透鏡21。從第一光纖14以及第二光纖16和第一棒狀透鏡24的結合位置28到第三棒狀透鏡210和第三光纖202的12的結合位置33的長度L13，如果是間距的1/2，則從第一光纖14入射棒狀透鏡12的一端28的光束在棒狀透鏡12的另一端34聚光，適當地向第三光纖202射出。
第一級光濾波器20以及第二級光濾波器206優選用電介質多層膜形成。在本實施形態中，第一級光濾波器20是透過波長1.55μm波段的光以及波長1.49μm波段的光而且反射波長1.31μm波段的光的LPF(Long wavelength PassFilter)。第二級光濾波器206是透過波長1.55μm波段的光而且反射波長1.49μm波段的光的LPF。
下面說明作為本發明的光合分波器的第一實施形態的棒狀透鏡型光合分波器的動作。
作為本發明的光合分波器的第一實施形態的棒狀透鏡型光合分波器200的動作，在波長1.55μm的光從第一光纖14入射棒狀透鏡12、透過第一級光濾波器20以及第二級光濾波器206向第三光纖202傳輸、以及波長1.49μm的光不是用反射鏡18而是用第二光濾波器206反射以外，和上述作為光反射器的第一實施形態的棒狀透鏡型光反射器10的動作同樣。因此省略其說明。結果，在第一光纖14或者第二光纖16和第三光纖202之間追加一個波長的傳輸。
在上述的棒狀透鏡型光合分波器200中，能夠分別獨立地決定與波長1.55μm的光對應的長度L13以及與波長1.49μm的光對應的長度L12以及與波長1.31μm的光對應的長度L11。因此，也能夠分別獨立地決定第一～第三棒狀透鏡24、26、210的形狀(半徑及長度)使各波長的光中的插入損失成為最小。由此能夠提高光波長多路復用通信的性能。
當從第一光纖14入射波長1.55μm以及波長1.49μm的光、從第二光纖16入射波長1.31μm的光時，在像從第一光纖14射出波長1.31μm的光、從第二光纖16射出波長1.49μm的光、然后從第三光纖202射出波長1.55μm的光那樣雙方向傳輸1.31μm以及1.49μm的光信號、進而在波長多路復用傳輸1.55μm的光信號的系統中可以作為分支器使用。另外，當在與此相反的路徑上傳輸各波長的光時可以作為上述系統的耦合器使用。通過把后者的耦合器在用戶收容站中設置，把前者的分支器在家庭側設置，能夠適當地實現三波多路復用的FTTH(Fiber To The Home)。這三個波長，作為ITU-T(InternationalTelecommunication Union-Telecommunication standardization sector)的標準，把1.31μm的光分配給上行數據信號、把1.49μm的光分配給下行數據信號、把1.55μm的光分配給下行視頻信號，能夠構建適合該國際標準的系統。
下面說明本發明的光合分波器的第二實施形態。圖7是作為本發明的光合分波器的第二實施形態的MMI型光合分波器的概略圖。在本實施形態中，作為例示，說明傳輸波長1.55μm的光、波長1.49μm的光、和波長1.31μm的光的場合。
本發明的光合分波器的第二實施形態，在把作為本發明的光反射器的第二實施形態的MMI型光反射器40的反射鏡48變更為第二級的光濾波器、越過第二級的光濾波器延長光傳輸區域、在延長的光傳輸區域內追加第三光輸入輸出單元以外，具有和作為本發明的光反射器的第二實施形態的MMI型光反射器同樣的結構。因此，給同樣的結構元件附以相同的符號，省略其說明。
如圖7所示，MMI型光合分波器220，具有作為光傳輸區域的多模光波導42、在多模光波導42的一側連接的作為第一光輸入輸出單元的第一單模光波導43、第一光纖44、以及作為第二光輸入輸出單元的第二單模光波導45、第二光纖46、在多模光波導42的另一側連接的作為第三光輸入輸出單元的第三單模光波導221、第三光纖222、在第一單模光波導43以及第二單模光波導45和第三單模光波導221之間的多模光波導42上設置的第一級光濾波器224以及第二級光濾波器226。
多模光波導42，包含在第一單模光波導43以及第二單模光波導45和第一級光濾波器224之間配置的第一多模光波導部54、和在第一級光纖224和第二級光纖226之間配置的第二多模光波導部56、和在第二級光纖226和第三單模光波導221之間配置的第三多模光波導部230。
從第一單模光波導43以及第二單模光波導45和多模光波導42的結合位置到第三單模光波導221和多模光波導42的結合位置63的距離L23，優選是透過的光的波長(1.55μm)的干涉周期的1/2。
第三單模光波導221，具有和多模光波導42一起在Si底板(未圖示)上疊層式形成的核221a以及包層221b，核221a以及包層221b優選用聚合物形成。
另外，第三光纖222具有核222a以及包層222b。第三光纖222對于軸線52大體平行(±5度的范圍內)配置，通過粘接劑等固定在第三單模光波導221上。
也可以省略第三單模光波導221，直接連接多模光波導部230和第三光纖222。這里所說的連接，只要能確保光學方式適當的耦合即可，中間也可以夾雜粘接劑、折射率調整劑、填充劑、反射防止膜等其他物質。另外，也可以空間結合。
第一級光濾波器224以及第二級光濾波器226優選用電介質多層膜形成。在本實施形態中，第一級光濾波器224是透過波長1.55μm波段的光以及波長1.31μm波段的光而且反射波長1.49μm波段的光的BBF(Band Blocking Filter)。第二級光濾波器226是透過波長1.55μm波段的光而且反射波長1.31μm波段的光的LPF。第二級光濾波器226，和第一級光濾波器224同樣，優選安裝在溝部66中。
下面說明作為本發明的光合分波器的第二實施形態的MMI型光合分波器的動作。
作為本發明的MMI型光合分波器的第二實施形態的MMI光合分波器的動作，概略說，除波長1.55μm的光從第一光纖44通過第一單模光波導43入射到多模光波導42、透過第一級光濾波器224以及第二級光濾波器226通過第三單模光波導221向第三光纖222傳輸，和反射鏡48以及光濾波器50(參照圖2)分別變更為第二級光濾波器226以及第一級光濾波器224以外，和作為本發明的光反射器的第二實施形態的MMI型光反射器40的動作相同。因此，省略其說明。結果，在第一光纖44或者第二光纖46和第三光纖222之間追加一個波長的光的傳輸。
因此，使MMI光合分波器220和第一實施形態的光合分波器200同樣動作，能夠適用于同樣的用途。
在上述的MMI光合分波器220中，能夠分別獨立地決定與波長1.55μm的光對應的長度L23以及與波長1.49μm的光對應的長度L21以及與波長1.31μm的光對應的長度L22。因此，也能夠分別決定第一～第三多模光波導部54、56、230的核的形狀(寬度及長度)，使各波長的光中的插入損失成為最小。由此能夠提高光波長多路復用通信的性能。
下面說明本發明的光合分波器的第三實施形態。圖8是作為本發明的光合分波器的第三實施形態的MMI(Multi Mode Interference)型光反射器的概略平面圖。本實施形態的MMI光合分波器240，除把上述第二實施形態的MMI光合分波器220的第一級光濾波器224、第二級光濾波器226以及第二光波導部56作為光濾波器單元242一體形成、代替上述第二實施形態的溝64、以及端部或者臺階部66等、設置接收光濾波器單元242的作為光濾波器設置單元的溝244等之外，具有和第二實施形態的MMI光合分波器220同樣的結構。因此，對于和第二實施形態的MMI型光合分波器220共同的結構元件，附以相同的符號，省略其說明。
另外，作為本發明的光合分波器的第三實施形態的MMI型光合分波器240的動作，因為和上述作為第二實施形態的MMI型光合分波器220的動作相同，所以省略其說明。
因此，使MMI光合分波器240和第一實施形態的光合分波器200同樣動作，能夠適用于同樣的用途。
在上述的MMI光合分波器220中，能夠分別獨立地決定與波長1.55μm的光對應的長度L23以及與波長1.49μm的光對應的長度L21以及與波長1.31μm的光對應的長度L22。因此，也能夠分別決定第一～第三多模光波導部54、56、230的核的形狀(寬度及長度)，使各波長的光中的插入損失成為最小。由此能夠提高光波長多路復用通信的性能。
下面說明本發明的光合分波器的第四實施形態。圖9是作為本發明的光合分波器的第四實施形態的方向性光耦合器型光合分波器的概略圖。在本實施形態中，作為例示，說明傳輸波長1.55μm的光、波長1.49μm的光、和波長1.31μm的光的情況。
本發明的光合分波器的第四實施形態，除把作為本發明的光反射器的第四實施形態的方向性光耦合器型光反射器80的反射鏡88(參照圖4)變更為第二級光濾波器268(參照圖9)，越過第二級光濾波器268延長光耦合器82、在延長的光耦合器82上追加第三光波導262以及第四光波導264以外，具有和上述方向性光耦合器型反射器80同樣的結構。因此，給相同的結構元件附以相同的符號，省略其說明。
如圖9所示，方向性光耦合器型光合分波器260，具有作為光傳輸區域的方向性光耦合器82、在光耦合器82的一側連接的作為第一光輸入輸出單元的第一光波導84以及作為第二光輸入輸出單元的第二光波導86、在光耦合器82的另一側連接的作為第三光輸入輸出單元的第三光波導262以及第四光波導264、在第一光波導84以及第二光波導86和第三光波導262以及第四光波導264之間的光耦合器82上設置的第一級光濾波器266以及第二級光濾波器268。第一光耦合路徑94連接第一光波導84和第四光波導264，第二光耦合路徑96連接第二光波導86和第三光波導262。
光耦合器82，包含在第一光波導84以及第二光波導86和第一級光濾波器266之間配置的第一光耦合器部98、在第一級光濾波器266和第二級光濾波器268之間配置的第二光耦合器部100、和在第二級光濾波器268和第三光波導262之間配置的第三光耦合器部270。
從第一光波導84以及第二光波導86和光耦合器82的結合位置102到第三光波導262以及第四光波導264和光耦合器82的結合位置107的距離L43，優選為透過兩級的光濾波器的光的波長(1.55μm)的結合長度。
第三光波導262以及第四光波導264，分別具有和多模光波導82一起在Si底板(未圖示)上疊層式形成的核82a以及包層82b。
第一級光濾波器266以及第二級光濾波器268，優選用電介質多層膜形成。在本實施形態中，第一級光濾波器266是透過波長1.55μm波段的光以及波長1.31μm波段的光而且反射波長1.49μm波段的光的BBF(Band BlockingFilter)。第二級光濾波器268是透過波長1.55μm波段的光而且反射波長1.31μm波段的光的LPF。
下面說明作為本發明的光合分波器的第四實施形態的方向性光耦合器型光合分波器的動作。
本發明的方向性光耦合器型光合分波器260的動作，除波長1.55μm的光從第一光波導84入射光耦合器82、透過第一級光濾波器266以及第二級光濾波器268向第三光濾波器268傳輸、代替反射鏡88以及光濾波器90分別使用第二級光濾波器268以及第一級光濾波器266以外，和本發明的光反射器的第四實施形態80的動作相同。因此省略其說明。結果，在第一光波導84或者第二光波導86和第三光波導262之間追加一個波長的傳輸。
因此，使方向性光耦合器型光合分波器260和第一實施形態的光合分波器200同樣動作，可以適用于同樣的用途。
在上述方向性光耦合器型光合分波器260中，能夠分別獨立地決定與波長1.55μm的光對應的長度L43以及與波長1.49μm的光對應的長度L41以及與波長1.31μm的光對應的長度L42。因此，也能夠分別決定第一～第三光耦合器部98、100、270的形狀(寬度及長度)使各波長的光中的插入損失成為最小。由此能夠提高光波長多路復用通信的性能。
另外，上述說明了光波導型方向性光耦合器，但是通過在熔接延伸兩根光纖形成方向性光耦合器的光纖熔接型光纖的光結合部中插入兩級光纖實現同樣的動作。
下面說明本發明的光合分波器的第五實施形態。圖10是作為本發明的光合分波器的第五實施形態的MMI型光合分波器的概略圖。在本實施形態中，作為例示，說明傳輸波長1.65μm的光、波長1.55μm的光、波長1.49μm的光、和波長1.31μm的光的情況。
本發明的光合分波器的第五實施形態，除把作為本發明的光反射器的第五實施形態的MMI型光反射器120的反射鏡122變更為第三級光濾波器288(參照圖10)、越過光濾波器288延長光傳輸區域、在延長的光傳輸區域中追加第三光輸入輸出單元以外，具有和作為本發明的光反射器的第五實施形態的MMI型光反射器同樣的結構。因此，給同樣的結構元件附以相同的符號，省略其說明。
如圖10所示，MMI型光合分波器280，具有作為光傳輸區域的多模光波導42、在多模光波導42的一側連接的第一單模光波導43、作為第一光輸入輸出單元的第一光纖44、以及作為第二光輸入輸出單元的第二單模光波導45、第二光纖46、在多模光波導42的另一側連接的作為第三光輸入輸出單元的第三單模光波導281、第三光纖282、在第一單模光波導43以及第二單模光波導45和第三單模光波導281之間的多模光波導42上設置的第一級光濾波器284、第二級光濾波器286以及第三級光濾波器288。
多模光波導42，包含在第一單模光波導43以及第二單模光波導45和第一級光濾波器284之間配置的第一多模光波導部128、在第一級光濾波器284和第二級光濾波器286之間配置的第二多模光波導部130、在第二級光濾波器286和第三級光濾波器288之間配置的第三多模光波導部132、和在第三級光濾波器288和第三單模光波導281之間配置的第四多模光波導部290。
從第一單模光波導43以及第二單模光波導45和多模光波導42的結合位置58到第三單模光波導281和多模光波導42的結合位置139的距離L54，優選為透過的光的波長(1.65μm)的干涉周期的1/2。
第三單模光波導281，具有和多模光波導42一起在Si底板(未圖示)上疊層式形成的核281a和包層281b，核281a以及包層281b優選用聚合物形成。
另外，第三光纖282，具有核282a以及包層282b。第三光纖282，對于軸線52大體平行(在±5度的范圍內)配置，通過粘接劑等固定在第三單模光波導281上。
也可以省略第三單模光波導281，直接連接第四光波導部290和第三光纖282構成。這里所說的連接，只要能確保在光學上適當的結合，中間也可以夾雜有粘接劑、折射率調整劑、填充劑、反射防止膜等其他物質。另外，也可以空間結合。
第一級光濾波器284、第二級光濾波器286以及第三級光濾波器288優選用電介質多層膜形成。在本實施形態中，第一級光濾波器284是透過波長1.65μm波段的光、波長1.49μm波段的光以及波長1.31μm波段的光而且反射波長1.55μm波段的光的BBF(Band Blocking Filter)。第二級光濾波器286是透過波長1.65μm波段的光、波長1.31μm波段的光而且反射波長1.49μm波段的光的BBF。第三級光濾波器288是透過波長1.65μm波段的光而且反射波長1.31μm波段的光的LPF。第三光濾波器288，優選設置在溝144等中。
下面說明作為本發明的光合分波器的第五實施形態的MMI型光合分波器的動作。
作為本發明的MMI型光合分波器280的動作，概略說，除波長1.65μm的光從第一光纖44通過第一單模光波導43入射多模光波導42，透過第一級光濾波器284、第二級光濾波器286以及第三級光濾波器288通過第三單模光波導281向第三光纖282傳輸，和代替反射鏡122以及光濾波器124、126(參照圖6)使用光濾波器284、2288以外，和作為本發明的光反射器的第五實施形態120的動作相同。因此，省略其說明。結果，在第一光纖44或者第二光纖46和第三光纖282之間追加一個波長的傳輸。
在上述的MMI光合分波器280中，能夠分別獨立地決定與波長1.65μm的光對應的長度L54以及與波長1.55μm的光對應的長度L51以及與波長1.49μm的光對應的長度L53以及與波長1.31μm的光對應的長度L53。因此，也能夠分別決定第一～第四多模光波導部128、130、132、290的核的形狀(寬度及長度)，使各波長的光中的插入損失成為最小。由此能夠提高光波長多路復用通信的性能。
下面說明本發明的光合分波器的第六實施形態。圖11是作為本發明的光合分波器的第六實施形態的MMI型光合分波器的概略圖。作為第六實施形態的MMI型光合分波器300，和作為上述第二實施形態的MMI型光合分波器220做成大體相同的結構，兩者的不同點，僅在于第一光耦合器部98對于其他的光耦合器部在和光的傳輸方向垂直的方向偏移。具體說，第一多模光波導部54的軸線54a對于其他的多模光波導部亦即第二以及第三多模光波導部56、230的軸線52在第一單模光波導43側橫向偏移距離D0。因此，給相同的結構元件附以相同的符號，省略其說明。
在圖11中，第一～第三多模光波導部54、56、230的寬度分別用W1、W2、W3指示，和多模光波導部42的結合位置處的第一～第三單模光波導43、45、221各自的軸線和第二以及第三多模光波導部56、230的軸線52之間的寬度方向距離分別用D1、D2、D3指示，和多模光波導部42的結合位置處的第一～第三單模光波導43、45、221的寬度分別用WS1、WS2、WS3指示。
另外，作為第六實施形態的MMI型光合分波器300的動作，因為和作為第二實施形態的MMI型光合分波器220相同，所以省略說明。
下面說明本發明的光合分波器的第七實施形態。圖12是作為本發明的光合分波器的第七實施形態的方向性光耦合器型光合分波器的概略圖。作為第七實施形態的方向性光耦合器型光合分波器310，和作為上述第四實施形態的方向性光耦合器型光合分波器260做成大體相同的結構，兩者的不同點，僅在于第一光耦合器部98對于其他的光耦合器部在和光的傳輸方向垂直的方向偏移。具體說，第一光耦合器部98的軸線98a對于其他的光耦合器部亦即第二以及第三光耦合器部100、270的軸線92在第一光波導84側橫向偏移。因此，給相同的結構元件附以相同的符號，省略其說明。
另外，作為第七實施形態的光耦合器型光合分波器310的動作，因為和作為第四實施形態的光耦合器型光合分波器260相同，所以省略說明。
下面說明本發明的光合分波器的第八實施形態。圖13是作為本發明的光合分波器的第八實施形態的棒狀透鏡型光合分波器的概略圖。作為第八實施形態的棒狀透鏡型光合分波器320，和作為上述第一實施形態的棒狀透鏡型光合分波器200做成大體相同的結構，兩者的不同點，僅在于第一棒狀透鏡24對于其他的棒狀透鏡在和光的傳輸方向垂直的方向偏移。具體說，第一棒狀透鏡24的軸線24a對于其他的棒狀透鏡亦即第二以及第三棒狀透鏡26、210的軸線22在第一光纖14側橫向偏移。因此，給相同的結構元件附以相同的符號，省略其說明。
另外，作為第八實施形態的棒狀透鏡型光合分波器320的動作，因為和作為第四實施形態的光耦合器型光合分波器200相同，所以省略說明。
下面說明本發明的光合分波器的第九實施形態。圖14是作為本發明的光合分波器的第九實施形態的MMI型光合分波器的概略圖。作為第九實施形態的MMI型光合分波器330，和作為上述第六實施形態的MMI型光合分波器300做成大體相同的結構，兩者的不同點，僅在于和多模光波導部42的結合位置58處的第一以及第三單模光波導43、45的寬度不同。因此，給相同的結構元件附以相同的符號，省略其說明。另外，作為第九實施形態的MMI型光合分波器330的動作，因為和作為第六實施形態的MMI型光合分波器300相同，所以省略說明。
MMI型光合分波器330的和第一單模光波導43的光的進行方向正交的寬度，在和光纖44的結合位置處是WS1a，朝向多模光波導部42變大，在和多模光波導部42的結合位置58為WS1b。此外，光波導43，對應寬WS1b的寬度的大小，可以不一定是僅激勵基本模的單模光波導，也可以是激勵多個模的多模光波導。
在上述的MMI型光合分波器330中，通過變化以光學方式和多模光波導42連接的各單模光波導或者多模光波導43、45、221的核的位置以及寬度，能夠提高各各單模光波導43、45、221和多模光波導42之間的光的傳輸或者結合效率。
下面說明測定光波導過剩損失的實驗例。在以下的實驗結果中，表示出分貝值變越小，亦即分貝值的絕對值越大，光波導過剩損失越大。
在圖7所示的作為本發明的光合分波器的第二實施形態的MMI型光合分波器220中，測定光波導過剩損失。使波長1.49μm的光從第一光纖44由第一級光濾波器224反射向第二光纖46傳輸時的光波導過剩損失是-0.2dB。另外，使波長1.31μm的光從第二光纖46透過第一級光濾波器224、由第二級光濾波器226反射向第一光纖44傳輸時的光波導過剩損失是-0.7dB。另外，使波長1.55μm的光從第一光纖44透過第一級光濾波器224以及第二級光濾波器226向第三光纖222傳輸時的光波導過剩損失是-0.5dB。
與此相對，在省略第二級光濾波器226只剩第一級光濾波器224的比較例中，測定了光波導過剩損失。在比較例中，在使波長1.49μm的光以及波長1.31μm的光兩方由第一級光濾波器反射、使波長1.55μm的光透過第一級光濾波器的場合，使波長1.49μm的光從第一光纖44由第一級光濾波器224反射向第二光纖46傳輸時的光波導過剩損失是-0.5dB。另外，使波長1.31μm的光從第二光纖46由第一級光濾波器224反射向第一光纖44傳輸時的光波導過剩損失是-0.8dB。另外，使波長1.55μm的光從第一光纖44透過第一級光濾波器224向第三光纖222傳輸時的光波導過剩損失是-0.9dB。
從上述實驗例的結果可知，在使用兩級光濾波器反射兩個波長的光的本發明申請的光合分波器中，比作為僅使用一級光濾波器反射兩個波長的光的比較例表示的現有技術的光合分波器，更能夠改善光波導過剩損失。
下面說明圖11所示的作為光合分波器的第六實施形態的MMI型光合分波器300的實驗例。使用的MMI型光合分波器300中的具體的尺寸是，W1＝17.2μm，W2＝17.4μm，W3＝17.2μm，L21＝257μm，L22＝309μm，L23＝576μm(L23-L22＝267μm)，D0＝0.8μm，D1＝5.9μm，D2＝4.2μm，D3＝4.2μm，WS1＝WS2＝WS3＝6.6μm。另外，第一級光濾波器224是反射從1.48μm到1.50μm的波長的光、透過從1.26μm到1.36μm以及從1.55μm到1.56μm的波長的光的BBF，第二級光濾波器226使用反射從1.26μm到1.36μm的波長的光、透過從1.55μm到1.56μm的波長的光的LPF。另外，波長1.36μm的光，和上述的說明相反，從第二光輸入輸出單元45、46入射向第一光輸入輸出單元43、44傳輸。
該MMI型光合分波器300，是按如下說明制作的。
首先，在Si底板上，加工為安裝光纖的V形斷面，在底板上面形成SiO2膜。接著，作為包層材料通過旋轉涂敷氟化聚酰亞胺，形成下部包層。接著，作為內核材料在下部包層上通過旋轉涂敷在包層材料中使用的氟的重合情況不同的氟化聚酰亞胺，形成核層。接著，通過光刻法、反應性離子腐蝕把光波導圖形化。使第一以及第二單模光波導43、45成為S形的曲線形狀，第三單模光波導221成為直線形狀那樣進行圖形化。接著，通過旋轉涂敷包層用的氟化聚酰亞胺，形成上部包層使覆蓋核層。核層和包層的折射系數差為0.4％，核層的厚度為6.5μm。接著，通過切割加工加工為設置第一級以及第二級光濾波器224、226的兩個溝64、66。兩個溝64、66互相平行而且垂直橫切軸52那樣形成。以上的加工，在一個Si底板上對于多個光合分波器300同時進行。
接著，把光合分波器300切成單片形狀。在該階段，Si底板，向光合分波器300的軸52方向兩側延長，在一方的延長部上，配置用于安裝第一以及第二光纖44、46的V形斷面的溝，在另一方的延長部上，配置用于安裝第三光纖222的V形斷面的溝。這些溝，在其上載有光纖時，光纖44、46、222的核44a、46a、222a分別像和單模光波導43、45、221的核43a、45a、221a直線對準那樣構成，能夠無源安裝。把第一級以及第二級光濾波器224、226分別插入兩個溝64、66內，在用粘接劑固定的同時，把光纖43、45、221無源安裝在V形斷面的溝內，用粘接劑把它們固定。
表1是進行上述光合分波器300的光特性評價的結果。在表1中，用C端口表示第一光輸入輸出單元43、44，用O端口第二光輸入輸出單元43、46，用V端口第三光輸入輸出單元。如上述，波長1.31μm的光從O端口向C端口傳輸，波長1.49μm的光從C端口向O端口傳輸，波長1.55μm的光從C端口向V端口傳輸。但是，入射的光不是100％那樣傳輸(插入損失)，而是或者向其他端口泄漏(串擾)，或者返回入射的端口(反射衰減量)。在表1中，把在端口欄中記載的對于從左端口入射的光的強度的向右端口射出的光的強度的設計值以及實測值，區分為插入損失、串擾以及反射衰減量，用分貝單位表示。設計值，是加進3維BPM(光束傳輸法)的計算實驗結果和光濾波器的校準光的測定值和另外測定的在由材料引起的傳輸損失0.3～0.5dB/cm中光纖和單模光波導的典型的結合損失求得的值。


插入損失，分貝值越大亦即分貝值的絕對值越小越好，串擾以及反射衰減量，分貝值越小亦即分貝值的絕對值越大越好。從表1可知，在測定值中，插入損失的絕對值在1.5dB以下，串擾的絕對值在29dB以上，反射衰減量的絕對值在35dB以上，得到了良好的結果。
從上述的結果，可以確認能夠把制作的MMI型光合分波器適合地用于接入系系統。具體說，在家庭側，通過把C端口連接局側、把O端口連接ONU(Optical Network Unit)側、把V端口連接V(Video)-ONU側，另外，在局側，通過把C端口連接家庭側、把O端口連接OLT(Optical Line Terminator)側、把V端口連接V(Video)-OLT側，可以把制作的MMI型光合分波器適合地用于3波長多重WDM系統用的光合分波器。
另外，關于從O端口入射在C端口射出的1.31μm的波長的光的反射衰減量，進行了比較把偏移量D0作為0μm的場合和作為0.85μm的場合的模擬。此時的MMI型光合分波器300的具體的尺寸是，W1＝17.2μm、W2＝17.0μm、L21＝258μm、L22＝316μm、D1＝5.1μm、D2＝4.9μm、WS1＝WS2＝WS3＝6.2μm。在把偏移量D0做成0μm的場合，反射衰減量是-26dB，但是在把偏移量D0做成0.85μm的場合，反射衰減量成為-36dB，與把偏移量D0做成0μm的場合相比，能夠使反射衰減量的絕對值增大。
說明圖14所示的作為光合分波器的第九實施形態的MMI型光合分波器330的實施例。在使用的MMI型光合分波器320中的具體的尺寸是，W1＝W2＝W3＝30μm、L21＝2425μm、L22＝2642.5μm、L23＝4752.5μm、D1＝10.6μm、D2＝10.3μm、D3＝10.3μm、WS1a＝6.2μm、WS1b＝10.6μm、WS2＝6.2μm、WS3＝6.2μm、D0＝0μm。另外，第一級光濾波器224，是反射從1.48μm到1.50μm的波長的光、透過從1.26μm到1.36μm以及從1.55μm到1.56μm的波長的光的BBF，第二級光濾波器226，使用反射從1.26μm到1.36μm的波長的光、透過從1.55μm到1.56μm的波長的光的LPF。從1.26μm到1.36μm的波長的光，從第二光輸入輸出單元45、46入射向第一光輸入輸出單元43、44傳輸，從1.48μm到1.50μm的波長的光，從第一光輸入輸出單元43、44入射向第二光輸入輸出單元45、46傳輸。從1.55μm到1.56μm的波長的光，從第一光輸入輸出單元43、44入射向第三光輸入輸出單元221、222傳輸。
圖15是表示上述尺寸的MMI型光合分波器330的回程損耗的波長依存性的圖表。圖15所示的回程損耗，是使波長1.26μm～1.36μm的光從第二光輸入輸出單元45、46入射向第一光輸入輸出單元傳輸時返回到第二光輸入輸出單元45、46的光的光量的對入射光量的比。比較第一～第三的多模光波導54、56、230的寬度W1、W2、W3是30μm的上述實施例、和寬度W1、W2、W3是17μm而且與其對應調整長度L21、L22、L23的別的實施例。從圖15可知，通過把寬度W1、W2、W3增大，能夠減小波長1.26μm～1.36μm的光的回程損耗。另外也能夠減小回程損耗的波長依存性。
另外，通過加大寬度W1、W2、W3，可以增長第1級光濾波器224和第2級光濾波器226間的間隔，所以容易安裝光濾波器224、226。
另外，比較把在對多模光波導42的光學連接的部分中的第一單模光波導43的寬度WS1b作為10.6μm、把第二單模光波導45的寬度WS2作為6.2μm的上述實施例和把寬度WS1b、WS2兩方都作為6.2μm的別的實施例。如上述實施例，通過把WS1b做大，能夠減少從第二光輸入輸出單元45、46入射向第一光輸入輸出單元43、44傳輸的從1.26μm～1.36μm的光的過剩損失。
以上說明了本發明的實施形態，但是本發明不限于以上的實施形態，而在權利要求的范圍內記載的發明的范圍內能夠進行各種變更，不用說那些也包含在本發明的范圍內。
在上述實施形態中，說明了波長1.49μm的光以及波長1.31μm的光兩方都從第一光輸入輸出單元向第二光輸入輸出單元傳輸的場合，但是兩波長的光雙方可以都在逆方向上亦即從第二光輸入輸出單元向第一光輸入輸出單元傳輸，兩波長的光也可以在第一光輸入輸出單元和第二光輸入輸出單元之間互相在相反方向上傳輸，兩波長的光的傳輸方向還可以隨時間的經過變化。
另外，在上述本發明申請的光合分波器的實施形態中，說明了在溝等光濾波器設置單元中安裝光濾波器的狀態，但是不限于此，實際上即使是作為商品流通的、從光合分波器取出了光濾波器的光系統，只要安裝光濾波器即成為本發明申請的光合分波器，這也在本發明的范圍內。
另外，在上述實施形態中，作為光濾波器使用了LPF(Long wavelength PassFilter)、BBF(Band Blocking Filter)，但是根據用途，也可以使用SPF(Shortwavelength Pass Filter)以及BPF(Band Pass Filter)。
另外，在本發明的光反射器以及光合分波器的第五實施形態中，表示出使用3級光濾波器的3個波長的光波長多路復用通信的例子，但是也可以使用4級以上的光濾波器進行4個以上波長的光波長多路復用通信。
另外，反射鏡以及光濾波器，可以設置在溝、端部、臺階部，也可以通過在分離形成的光傳輸區域之間夾持結合設置，使作為光反射器或者光合分波器作用。
另外，在上述實施形態中，說明了光傳輸區域是棒狀透鏡、多模光波導、方向性光耦合器的場合，但是光傳輸區域也可以是佛瑞奈透鏡等聚光元件、光柵(衍射光柵)、馬赫-策恩德干涉計。
另外，在上述實施形態中，說明了通過光濾波器或者反射鏡區分的光傳輸區域的各部分用同一材料形成的場合，但是只要至少第一棒狀透鏡24或者第一光波導54、128生成對應傳輸的光的波長的光的強度分布，光傳輸區域的其他各部分也可以用別的材料形成。例如，在本發明申請的光反射器以及光合分波器的第一實施形態中，可以把第二棒狀透鏡26不做成棒狀透鏡而做成空氣等，在本發明申請的光反射器以及光合分波器的第二實施形態中，可以把第二光波導部56不做成多模光波導而做成空氣等。另外，即使在本發明申請的光反射器以及光合分波器的第五實施形態中，也可以把第二光波導部130和/或第三光波導部132不做成多模光波導而做成空氣等。
另外，可以把上述光纖的一部分或者全部置換為光波導，也可以把光波導的一部分或者全部置換為光纖。另外，在光波導和光纖連接的場合，也可以省略其任何一個。
另外，在這些實施形態中，可以把入射側的光纖置換為相應波長的發光元件，也可以把射出側的光纖置換為相應波長的受光元件。
另外，對于光傳輸區域配置第一～第三光輸入輸出單元14、43、84等的位置，優選根據波長、光傳輸區域的尺寸等決定。另外，光傳輸區域的各區域(例如第一～第三多模光波導部54、56、230)以及各光輸入輸出單元的形狀、尺寸、相對位置等，優選根據插入損失、串擾以及反射衰減量的設計決定。例如，像光合分波器的第六～第九實施形態那樣，可以把第一光傳輸區域部(多模光波導部54、光耦合器部98、棒狀透鏡24)對于其他的光傳輸區域使在橫向偏移，也可以使所有光傳輸區域的部分互相偏移。另外，例如也可以使單模光波導43、45、221的寬度WS1、WS2、WS3、WS1a、WS1b互相不同。另外，在上述第九實施形態中，雖然把WS1b做成比WS1a大，但是只要能提高第一單模光波導43和多模光波導42之間的光的結合，也可以把WS1b做成比WS1a小。
符號說明10、40、70、80、120光反射器
200、220、240、260、280、300、310、320光合分波器12棒狀透鏡14、44第一光纖43第一單模光波導16、46第二光纖45第二單模光波導18、48、88、122反射鏡20、50、90、124、224、266、284第一級光濾波器42多模光波導82光耦合器84第一光波導86第二光波導126、206、226、268、286第二級光濾波器200、220、240、260、280光合分波器202、222、262、282第三光纖221、281第三單模光波導288第三級光濾波器300、310、320、330光合分波器
權利要求
1.一種光反射器，其特征在于，具有產生對應傳輸的光的波長的光的強度分布的光傳輸區域；在所述光傳輸區域的一側連接的第一光輸入輸出單元以及第二光輸入輸出單元；在所述光傳輸區域的另一側設置的反射鏡；在所述第一光輸入輸出單元以及所述第二光輸入輸出單元和所述反射鏡之間的所述光傳輸區域內設置的光濾波器；所述光濾波器，反射第一波長的光而且透過第二波長的光；所述反射鏡，反射所述第二波長的光；在所述第一光輸入輸出單元和所述第二光輸入輸出單元之間，傳輸所述第一波長的光以及所述第二波長的光。
2.根據權利要求1或者2所述的光反射器，其特征在于，進一步具有在所述光濾波器和所述反射鏡間設置的至少一級追加的光濾波器，所述各個追加的光濾波器，由其反射透過所有位于所述第一以及第二光輸入輸出單元側的光濾波器的規定的波長的光、而且透過所述第二波長的光，在所述第一光輸入輸出單元和所述第二光輸入輸出單元之間，傳輸所述第一波長的光、所述第二波長的光、以及所述規定的波長的光。
3.根據權利要求1或者2所述的光反射器，其特征在于，所述光傳輸區域用聚光元件、光柵、多模光波導、馬赫-策恩德干涉計、或者方向性光耦合器形成。
4.根據權利要求1～3中任何一項所述的光反射器，其特征在于，所述光傳輸區域，在所述第一光輸入輸出單元以及所述第二光輸入輸出單元和與其最接近的所述光濾波器之間，構成第一光傳輸區域部，所述第一光傳輸區域部，對于所述光傳輸區域的其他的部分，在和光的傳輸方向垂直的方向上偏移。
5.一種光系統，其特征在于，具有生成對應傳輸的光的波長的光的強度分布的光傳輸區域；在所述光傳輸區域的一側連接的第一光輸入輸出單元以及第二光輸入輸出單元；在所述光傳輸區域的另一側連接的第三光輸入輸出單元；和用于設置在所述第一光輸入輸出單元以及所述第二光輸入輸出單元和所述第三光輸入輸出單元之間的所述光傳輸區域內設置的至少兩級的光濾波器的光濾波器設置單元。
6.根據權利要求5所述的光系統，其特征在于，所述光傳輸區域用聚光元件、光柵、多模光波導、馬赫-策恩德干涉計、或者方向性光耦合器形成。
7.根據權利要求5或者6中任何一項所述的光系統，其特征在于，所述光傳輸區域，在所述第一光輸入輸出單元以及所述第二光輸入輸出單元和與其最接近的所述光濾波器設置單元之間，構成第一光傳輸區域部，所述第一光傳輸區域部，對于所述光傳輸區域的其他的部分，在和光的傳輸方向垂直的方向上偏移。
8.根據權利要求5～7中任何一項所述的光系統，其特征在于，所述光濾波器設置單元是在所述光傳輸區域中設置的溝。
9.根據權利要求5～8中任何一項所述的光系統，其特征在于，所述第一、第二、以及第三光輸入輸出單元是單模光波導。
10.根據權利要求5～8中任何一項所述的光系統，其特征在于，所述第一以及第二光輸入輸出單元是單模光波導，所述第三光輸入輸出單元是光纖。
11.一種光合分波器，其特征在于，具有生成對應傳輸的光的波長的光的強度分布的光傳輸區域；在所述光傳輸區域的一側連接的第一光輸入輸出單元以及第二光輸入輸出單元；在所述光傳輸區域的另一側連接的第三光輸入輸出單元；和在所述第一光輸入輸出單元以及所述第二光輸入輸出單元和所述第三光輸入輸出單元之間的所述光傳輸區域內設置的兩級的光濾波器；所述第一光輸入輸出單元以及所述第二光輸入輸出單元側的所述光濾波器，反射第一波長的光而且透過第二波長的光以及第三波長的光；所述第三光輸入輸出單元側的所述光濾波器，反射所述第二波長的光而且透過所述第三波長的光；在所述第一光輸入輸出單元和所述第二光輸入輸出單元之間，傳輸所述第一波長的光以及所述第二波長的光；在所述第一光輸入輸出單元或者所述第二光輸入輸出單元和所述第三光輸入輸出單元之間傳輸所述第三波長的光。
12.根據權利要求11所述的光合分波器，其特征在于，進一步具有在所述兩級的光濾波器之間設置的至少一級的追加的光濾波器，所述各個追加的光濾波器，由其反射透過所有位于所述第一以及第二光輸入輸出單元側的光濾波器的規定的波長的光而且透過所述第二波長的光以及所述第三波長的光，在所述第一光輸入輸出單元和所述第二光輸入輸出單元之間，傳輸所述第一波長的光、所述第二波長的光、以及所述規定的波長的光。
13.根據權利要求11或者12所述的光合分波器，其特征在于，所述光傳輸區域，用聚光元件、光柵、多模光波導、馬赫-策恩德干涉計、或者方向性光耦合器形成。
14.根據權利要求11～13中任何一項所述的光合分波器，其特征在于，所述光傳輸區域，在所述第一光輸入輸出單元以及所述第二光輸入輸出單元和與其最接近的所述光濾波器之間，構成第一光傳輸區域部；所述第一光傳輸區域部，對于所述光傳輸區域的其他的部分，在和光的傳輸方向垂直的方向上偏移。
15.根據權利要求11～14中任何一項所述的光合分波器，其特征在于，所述第一、第二、以及第三光輸入輸出單元是單模光波導。
16.根據權利要求11～14中任何一項所述的光合分波器，其特征在于，所述第一以及第二光輸入輸出單元是單模光波導，所述第三光輸入輸出單元是光纖。
17.根據權利要求1所述的光反射器，其特征在于，所述光濾波器進一步透過第三波長的光，所述反射鏡，是反射所述第二波長的光、透過第三波長的第二光濾波器。
全文摘要
提供能夠在緩和光濾波器的嚴密性的同時提高光波長多路復用通信的性能的光反射器、光合分波器以及光系統。本發明的光反射器，具有在使生成對應光的波長的光的強度分布的區域例如棒狀透鏡(12)的一側連接的第一光纖(14)以及第二光纖(16)；在另一側設置的反射鏡(18)；在第一以及第二光纖(14，16)和反射鏡(18)之間設置的光濾波器(20)。光濾波器(20)，反射第一波長的光，透過第二波長的光，反射鏡(18)反射第二波長的光。由此，在第一以及第二光纖(14，16)之間傳輸兩個波長的光。
文檔編號G02B6/12GK101076749SQ20058004265
公開日2007年11月21日 申請日期2005年11月15日 優先權日2004年11月15日
發明者宮寺信生, 山本禮 申請人:日立化成工業株式會社