光モジュールおよび分散補償装置
【課題】過剰損失の抑制を図り、透過特性を向上させる。
【解決手段】レンズ１１ａは、入力光を集光して集光ビームを生成する。ＶＩＰＡ板１２は、光を高反射する反射面１２ａおよび反射面１２ａよりも低い反射率を持つ反射膜１−１が蒸着される透過面１２ｂを備え、反射面１２ａと透過面１２ｂとで挟まれる内部領域で、窓１２ｃから入射された集光ビームを多重反射させて、透過面１２ｂを介して回折した光を出射する。反射ミラー１３は、透過面１２ｂから出射された出射光を反射し、戻り光を生成して透過面１２ｂに再び到達させる。反射膜１−１は、高反射率の高反射膜１ａと低反射率の低反射膜１ｂとを含み、出射光と戻り光との結合部分が大きくなるように、光強度の高い出射光が放出される透過面１２ｂの部分には高反射膜１ａを蒸着し、光強度の低い出射光が放出される透過面１２ｂの部分には低反射膜１ｂを蒸着する。
【解決手段】レンズ１１ａは、入力光を集光して集光ビームを生成する。ＶＩＰＡ板１２は、光を高反射する反射面１２ａおよび反射面１２ａよりも低い反射率を持つ反射膜１−１が蒸着される透過面１２ｂを備え、反射面１２ａと透過面１２ｂとで挟まれる内部領域で、窓１２ｃから入射された集光ビームを多重反射させて、透過面１２ｂを介して回折した光を出射する。反射ミラー１３は、透過面１２ｂから出射された出射光を反射し、戻り光を生成して透過面１２ｂに再び到達させる。反射膜１−１は、高反射率の高反射膜１ａと低反射率の低反射膜１ｂとを含み、出射光と戻り光との結合部分が大きくなるように、光強度の高い出射光が放出される透過面１２ｂの部分には高反射膜１ａを蒸着し、光強度の低い出射光が放出される透過面１２ｂの部分には低反射膜１ｂを蒸着する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光モジュールおよび分散補償装置に関し、波長分波を行う光モジュールおよび光の波長分散の補償を行う分散補償装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速大容量の光伝送を行う技術として、波長の異なる光を多重化して、１本の光ファイバで複数の信号を同時に伝送するＷＤＭ（Wavelength Division Multiplex）方式が広く用いられている。
【０００３】
また、光ファイバにおける伝送速度は、光の波長毎に異なるため、伝送距離が伸びるにつれ、光のパルス波形が鈍る波長分散が生じる。波長分散は、波長が１ｎｍ異なるふたつの単色光を１ｋｍ伝搬させたときの伝搬時間差、単位はｐｓ／ｎｍ／ｋｍで定義される。
【０００４】
大容量・長距離の光伝送を実現するＷＤＭシステムで、波長分散によるパルス広がりが生じると、受信レベルを著しく劣化させてシステムに有害な影響を及ぼすことになる。このため、波長分散を等価的にゼロに（キャンセル）する分散補償を行って、光伝送時に生じた分散を抑制する必要がある。分散補償を行う機器としては、近年、ＶＩＰＡ（Virtually Imaged Phased Array）と呼ばれる光学部品を利用した分散補償器が注目されている。
【０００５】
ＶＩＰＡは、ガラスプレートの両面に反射率の高い膜をコーティングした波長分波素子（ＶＩＰＡ板）を有したデバイスであり、ＶＩＰＡ板に集光ビームを入力してガラスプレート内部で多重反射させることで、通常の回折格子を用いずに、波長分波を行うことを可能にする。以降、図２０〜図２３でＶＩＰＡの基本概念について説明する。
【０００６】
図２０はＶＩＰＡの基本構成を示す図である。ＶＩＰＡ５０は、シリンドリカルレンズ（ラインフォーカスレンズ）５１、ＶＩＰＡ板（エタロン部）５２から構成される。
シリンドリカルレンズ５１は、入力光を集光するレンズである。ＶＩＰＡ板５２は、反射率１００％の反射膜（または反射率が１００％に近い反射膜）５ａがコーティングされた反射面５２ａと、反射率がおよそ９５〜９８％の反射膜５ｂがコーティングされた透過面５２ｂと、窓（照射窓）５２ｃとを有するガラスプレートである。
【０００７】
図２１はＶＩＰＡ５０の動作概要を説明するための図である。シリンドリカルレンズ５１で集光されたビームＢ１は、ＶＩＰＡ板５２の窓５２ｃから入力する。このとき、ビームＢ１の光軸Ｚは、ＶＩＰＡ板５２の法線Ｈに対して、小さな傾き角θを持っている。
【０００８】
反射面５２ａの反射率を１００％、透過面５２ｂの反射率を９８％とすると、ビームＢ１の２％の光は、透過面５２ｂからガラスプレートの厚み分のビーム径を持って外部へ出射し（透過面５２ｂから出射する光は、広がり角の少ない丸いビーム（コリメートビーム）であり、ビーム径はガラスプレートの厚み分となる）、残りの９８％のビームＢ１ａは、反射面５２ａ側へ向かって反射する（ビームＢ１ａは、ガラスプレート内部で、プレートの厚み分わずかに広がりながら反射面５２ａへ向かう）。
【０００９】
また、反射面５２ａは反射率１００％なので、ビームＢ１ａは、透過面５２ｂに向かって全反射する（ビームＢ１ａは、ガラスプレート内部で、プレートの厚み分わずかに広がりながら透過面５２ｂへ向かう）。そして、ビームＢ１ａの２％の光は、ガラスプレートの厚み分のビーム径を持って透過面５２ｂから外部へ出射する。このとき、ビームＢ１とビームＢ１ａの出射光のスポット位置はｄだけずれている。
【００１０】
同様に、ビームＢ１ａの残りの９８％のビームＢ１ｂは、反射面５２ａ側へ向かって反射する。このようなことが繰り返されることで、シリンドリカルレンズ５１を介して、ＶＩＰＡ板５２に入力したビームは、ＶＩＰＡ板５２内で少しずつ広がりながら多重反射し、透過面５２ｂから一定の間隔ｄだけ離れて光が少しずつ出射していくことになる。
【００１１】
透過面５２ｂから一定の間隔ｄだけ離れて出射する光は、あたかも階段状に配列された仮想出射スポットｖ１〜ｖｎ（図２１ではｖ４まで示す）から出射しているとみなせ（これにより、バーチャリ・イメージ・フェーズド・アレイと呼ばれている）、この振る舞いは、エシェロン型（階段状）の回折格子の動作といえるので、出射光は分光されて出射することになる。
【００１２】
また、これらの仮想出射スポットｖ１〜ｖｎは、ＶＩＰＡ板５２のガラスプレートの厚みをＤとすれば、ＶＩＰＡ板５２の法線Ｈに沿って、一定の間隔２Ｄで配置される。仮想出射スポットｖ１、ｖ２について見ると、線分ｐｑ＝線分ｑｒ＝Ｄであるから、仮想出射スポットｖ１、ｖ２の配置間隔は、ＶＩＰＡ板５２の法線Ｈ上に２Ｄとなり、その他の仮想出射スポットの配置間隔も間隔２Ｄで配置することになる。
【００１３】
図２２はＶＩＰＡ５０の干渉条件を示す図である。出射スポットｖａから出射される光に対し、ビームＢ２ａでは、経路ｔ０内にｍ個の波長（中波長とする）があるものとする。この場合、ビームＢ２ａの上側のビームＢ２ｂで、光が強め合う方向に干渉条件が満たされる場合、経路ｔ１＜経路ｔ０なので、ビームＢ２ｂにｍ個の波長が入るためには、ビームＢ２ｂの波長は、ビームＢ２ａに含まれる波長よりも短波長となる必要がある。
【００１４】
また、ビームＢ２ａの下側のビームＢ２ｃで、光が強め合う方向に干渉条件が満たされる場合、経路ｔ０＜経路ｔ２なので、ビームＢ２ｃにｍ個の波長が入るためには、ビームＢ２ｃの波長は、ビームＢ２ａに含まれる波長よりも長波長となる必要がある。
【００１５】
したがって、ＶＩＰＡ板５２からの出射光に対して、光が強め合う干渉条件は、光軸を基準に上側が短波長、下側が長波長となることであることから、ＶＩＰＡ板５２から光軸の上側には短波長の光が、下側には長波長の光が出射されることになる。
【００１６】
図２３はＶＩＰＡ板５２の回折光の次数を示す概念図である。ＶＩＰＡ板５２の中間出射ポイントからは、回折次数（回折格子によって回折された光の方向を示す正または負の整数）がｍ次の光が出射する。また、中間出射ポイントの上側の出射ポイントからはｍ−１次、下側の出射ポイントからは、ｍ＋１次の光が出射される。このように、ＶＩＰＡ板５２からは、さまざまな回折次数の光が出射するが、制御に必要な次数の回折光のみ着眼することになる。
【００１７】
次に波長分散による受信劣化について説明する。図２４は波長分散が生じて正常受信できない状態を説明するための図である。光ファイバＦ０を通じて、“０”、“１”のデータを持つ信号光が流れている。ここで、１ビットのパルスのスペクトルに着目すると、１ビットを構成するパルスのスペクトルには、複数の波長が含まれている。スペクトル中間の波長をλC、長波長側をλL、短波長側をλSとし、波長λCの速度をＶ（λC）、波長λLの速度をＶ（λL）、波長λSの速度をＶ（λS）とする。
【００１８】
これらの波長λC、λL、λSが、光ファイバＦ０を通じて、同じ速度で伝送して受信機Ｒｘに到達すれば（Ｖ（λC）＝Ｖ（λL）＝Ｖ（λS））、該当１ビットの波形には、歪みは生じておらず、正常にビット識別が可能である。
【００１９】
ところが、伝送距離が伸びたりして波長分散が生じると、１ビットを構成しているスペクトルの波長が、Ｖ（λS）＞Ｖ（λC）＞Ｖ（λL）というように、速度差が生じてしまう。このような速度差が生じると、該当１ビットの伝送波形には歪みが生じることになり、受信機Ｒｘにおいて正確なビット識別が行えなくなる。
【００２０】
次にＶＩＰＡ５０を使用した分散補償について図２５、図２６を用いて説明する。図２５、図２６はＶＩＰＡ型分散補償の概念を説明するための図である。ＶＩＰＡ板５２の出射側に、集光レンズ５３と反射ミラー５４が配置される。出射した回折光は、集光レンズ５３によって反射ミラー５４に集光される。
【００２１】
反射ミラー５４は、非球面形状をしており、反射位置によってさまざまな方向に光を反射させる。また、反射ミラー５４のカーブによって反射方向を変えることができる。ここで、短波長λSのビーム（ビームλSとする）は、ＶＩＰＡ板５２の中心より上側の箇所に到達するように反射させ、長波長λLのビーム（ビームλLとする）は、中心より下側の箇所に到達するように反射させる。
【００２２】
すると図２６のように、反射したビームλSは、ＶＩＰＡ板５２の上側のポイントｐ１に到達してＶＩＰＡ板５２に再度入力するので、ＶＩＰＡ板５２内部で多くの回数の反射を繰り返して窓５２ｃから出射することになる。また、反射したビームλLは、ＶＩＰＡ板５２の下側のポイントｐ２に到達して再度入力するので、ＶＩＰＡ板５２内部で少ない回数の反射を繰り返して窓５２ｃから出射することになる。
【００２３】
このように、反射ミラー５４で反射された光は、ＶＩＰＡ板５２に到達し、ＶＩＰＡ板５２の到達位置は各波長によって異なるので、ＶＩＰＡ板５２内部で多重反射して窓５２ｃに戻るまでに時間差が生じることになり、波長毎に時間差（分散）を発生させることができる（群遅延時間を発生させることができる）。
【００２４】
上記の場合、波長分散によって、短波長λSが最も早く受信機Ｒｘに到達し、長波長λLが最も遅く到達するので、短波長λSに対して多くの遅延時間を発生させ（短波長λSの光は、ＶＩＰＡ板５２の窓５２ｃから出射されるまでに遠回りさせているイメージである）、長波長λLの遅延時間は小さくすることで（長波長λLの光は、ＶＩＰＡ板５２の窓５２ｃから出射されるまでに近回りさせているイメージである）、光伝送路上で生じた波長分散の補償を行うものである。
【００２５】
従来技術として、ＶＩＰＡを使用した分散補償デバイスは、特許文献１に提案されている。また、ＶＩＰＡ板の応用例として、応力補正膜を設けて、ＶＩＰＡ板の応力平衡を保つ技術が特許文献２に提案されている。
【特許文献１】特表２０００−５１１６５５号公報（第３２頁−第３３頁，第１８図）
【特許文献２】特開２００４−１１７７４７号公報（段落番号〔００２６〕〜〔００２８〕，第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
しかし、上記のようなＶＩＰＡ型分散補償は、光損失が大きいといった問題があった。すなわち、ＶＩＰＡ板５２の窓５２ｃへ入射する入射光と、ＶＩＰＡ板５２の透過面５２ｂから放出された光が反射ミラー５４によって反射され、再び透過面５２ｂに入射して窓５２ｃから出射される出射光とを比べると、この出射光は、波長分散は補償されてはいるが、入射前と比べて光損失が大きい（過剰損失が発生する）といった問題があった。以降、図２７〜図３１を用いて過剰損失が発生する理由について説明する。
【００２７】
図２７はＶＩＰＡ板５２の出射光の振幅分布を示す図である。ＶＩＰＡ板５２では、窓５２ｃから入射した光は、ＶＩＰＡ板５２内部で多重反射しながら、透過面５２ｂから少しずつ光が放出する。
【００２８】
このため、透過面５２ｂから最初に放出する光の強度は高く、反射を繰り返すにつれて等比級数的に放出光の強度は減少していくことになる。したがって、ＶＩＰＡ板５２から出射される１つの波長の光は、図２７に示すような、減衰曲線の振幅分布を持った光として放出されることになる。
【００２９】
図２８は出射光が反射した後の戻り光の振幅分布を示す図である。出射光の振幅分布Ａ１の像は、集光レンズ５３で反射ミラー５４上に集光し、反射ミラー５４で反射し、再度集光レンズ５３に入射して平行光に変換される。したがって、戻り光（反射ミラー５４で反射した出射光）の振幅分布Ａ２は、反転した像となってＶＩＰＡ板５２の透過面５２ｂ上に現れる。
【００３０】
図２９は戻り光が出射光の反転した分布になることを示す図である。共に焦点距離ｆのレンズＬ１、Ｌ２を図のように配置させて、レンズＬ１側に物体ｍ１を置いて光を当てる。すると、レンズＬ２側には、物体ｍ１の反転した像ｍ１ａが現れることになる。
【００３１】
レンズＬ２をミラーＬ２ａに代えて、レンズＬ１から焦点距離ｆ離れた位置に配置し、同じように物体ｍ１に光を当てると、戻り光による像は、反転像ｍ１ａとなって物体ｍ１の下方にできることになり、これと同じ現象が図２８でも生じていることになる。
【００３２】
ここで、透過面５２ｂから出射された出射光の振幅分布Ａ１は、反射ミラー５４で反射されて、図２８に示すような戻り光の振幅分布Ａ２となって再び透過面５２ｂ上に現れることになるが、このとき、出射光と同一位相かつ同一振幅の戻り光だけが出射光と結合することができる。すなわち、出射光と同じ状態（同一位相かつ同一振幅）の戻り光のみが、ＶＩＰＡ板５２の透過面５２ｂから入射することができ、ＶＩＰＡ板５２内部で多重反射して、窓５２ｃから出射することができる。
【００３３】
図３０は出射光と戻り光との結合部分を示す図である。出射光と同一位相かつ同一振幅の戻り光の結合部分（以下、重なり部分とも表記する）Ａ０は、斜線部となり、この領域に存在する戻り光のみが透過面５２ｂに入射することができる。このため、重なり部分が大きいほど透過特性は良いということになる。
【００３４】
図３１は波長によって戻り光の振幅分布が現れる位置が異なる様子を示す図である。図３０に示したように、光軸近傍を伝搬してＶＩＰＡ板５２に到達する波長の戻り光の場合では、出射光の振幅分布Ａ１と戻り光の振幅分布Ａ２の重なりはある程度は大きい。
【００３５】
一方、上述したように、分散補償を行う場合では、時間差を多く発生させる（多重反射の回数を多くする）必要がある波長に対しては、反射ミラー５４によって、透過面５２ｂのよりずれた位置に到達するように反射させることになるので、光軸からずれた戻り光の振幅分布Ａ２−１となるような波長が存在する。
【００３６】
このような戻り光は、光軸からずれてＶＩＰＡ板５２に戻るために、出射光の振幅分布Ａ１と戻り光の振幅分布Ａ２−１との重なりは小さくなる。このように、中心波長から離れる波長ほど光軸ずれが大きい光路を伝搬し、光軸ずれが大きいほど重なりが小さくなるので、過剰損失がさらに大きく発生することになる。
【００３７】
ただし、出射光の振幅分布Ａ１そのものが、光軸に対して非対称な分布をしているので、たとえ光軸近傍を伝搬してＶＩＰＡ板５２に戻る戻り光であっても、その戻り光の振幅分布との重なり部分は元々少ないものであって、従来の構成では、過剰損失が大きく発生することは避けられない。
【００３８】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ＶＩＰＡ板からの出射光と、ＶＩＰＡ板への戻り光との結合部分が大きくなるように、ＶＩＰＡ板の透過面の反射特性を制御して、過剰損失の抑制を図った光モジュールを提供することを目的とする。
【００３９】
また、本発明の他の目的は、ＶＩＰＡ板からの出射光と、ＶＩＰＡ板への戻り光との結合部分が大きくなるように、ＶＩＰＡ板の透過面の反射特性を制御して、過剰損失の抑制を図った分散補償装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００４０】
上記課題を解決するために、波長分波を行う光モジュールが提供される。この光モジュールは、入力光を集光して集光ビームを生成するレンズと、光を高反射する反射面および前記反射面よりも低い反射率を持つ反射膜が蒸着される透過面を備え、前記反射面と前記透過面とで挟まれる内部領域で、入射された前記集光ビームを多重反射させて、前記透過面を介して回折した光を出射する光学部品と、前記透過面から出射された出射光を反射し、戻り光を生成して前記透過面に再び到達させる反射ミラーとを備える。
【００４１】
ここで、反射膜は、高反射率の高反射膜と低反射率の低反射膜とを含み、出射光と戻り光との結合部分が大きくなるように、光強度の高い出射光が放出される透過面の部分には高反射膜を蒸着し、光強度の低い出射光が放出される透過面の部分には低反射膜を蒸着する。
【発明の効果】
【００４２】
光強度の高い出射光が放出される透過面の部分には、高反射率の高反射膜を蒸着し、光強度の低い出射光が放出される透過面の部分には、低反射率の低反射膜を蒸着することによって、ＶＩＰＡ板からの出射光と、ＶＩＰＡ板への戻り光との結合部分を大きくすることができ、過剰損失を抑制することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は光モジュールの原理図である。光モジュール１は、レンズ１１ａ、１１ｂ、光学部品１２（ＶＩＰＡ板１２）、反射ミラー１３から構成され、分散補償器等に利用されるモジュールである。
【００４４】
レンズ１１ａは、入力光を集光して集光ビームを生成する。ＶＩＰＡ板１２は、光を高反射する反射面１２ａ（反射率１００％または１００％に近い反射膜がコーティングされた面である）および反射面１２ａよりも低い反射率を持つ反射膜（誘電体膜）１−１が蒸着される透過面１２ｂを備える。
【００４５】
また、反射面１２ａと透過面１２ｂとで挟まれる内部領域で、窓１２ｃから入射された集光ビームを多重反射させて、透過面１２ｂを介して回折した光を出射する。レンズ１１ｂは、透過面１２ｂから出射された回折光を反射ミラー１３に集光する。反射ミラー１３は、透過面１２ｂから出射された出射光を反射し、戻り光を生成してＶＩＰＡ板１２の透過面１２ｂに再び到達させる。
【００４６】
ここで、反射膜１−１は、高反射率の高反射膜１ａと低反射率の低反射膜１ｂとを含み、出射光と戻り光との結合部分が大きくなるように、光強度の高い出射光が放出される透過面１２ｂの部分には高反射膜１ａを蒸着し、光強度の低い出射光が放出される透過面１２ｂの部分には低反射膜１ｂを蒸着する。
【００４７】
次に光モジュール１の透過面１２ｂで行う反射制御の基本的な考え方について説明する。図２は光モジュール１の基本概念を説明するための図である。上述したように、出射光の振幅分布は、光軸に対して非対称な分布をしているので、光軸ずれが小さい戻り光の場合であっても結合部分は小さく、大きな過剰損失が生じることになる。
【００４８】
これに対し、理想的に出射光の振幅分布が長方形の形状で実現できれば、戻り光の振幅分布も長方形の形状となるので、出射光と戻り光の結合部分は、従来の減衰型の振幅分布より明らかに大きくなり、光軸ずれに強くかつ過剰損失も少ないものが実現できることがわかる。
【００４９】
ただし、長方形形状の振幅分布を持つように出射させることは実際には困難であるので、光モジュール１のＶＩＰＡ板１２においては、出射光と同一位相かつ同一振幅となる戻り光が増えるように、透過面１２ｂでの反射制御を行うことで、できるだけ長方形の形状に近くなるようにして結合部分を大きくし、過剰損失の抑制を図るものである。
【００５０】
次に光モジュール１の反射制御の特徴について説明する。図３は光モジュール１の特徴を示す模式図である。出射光と戻り光との結合部分を大きくするために、高反射率の高反射膜１ａを蒸着することで、出射光の減衰を緩やかにし、出射しきれなかった光エネルギーを放出しきるために、低反射率の反射膜１ｂを蒸着する。
【００５１】
具体的な数値を上げると、光強度の高い出射光が放出される透過面１２ｂの部分に対して、９８％から９９％の高反射率の高反射膜１ａを蒸着することで、出射光の減衰分布の減衰を緩やかにする。そして、光強度の低い出射光が放出される透過面１２ｂの部分には、９０％から９５％の低反射率の低反射膜１ｂを蒸着することで、高反射膜１ａによってＶＩＰＡ板１２から出射しきれない光（光エネルギー）をすべて放出させるようにする。
【００５２】
このように、透過面１２ｂの反射率を２段構成にすることにより、出射光の振幅分布ａ１は、従来の減衰曲線形状と比べて、長方形形状に近いものにすることができる。また、戻り光の振幅分布ａ２は、出射光の振幅分布ａ１を反転したものとなるが、明らかに結合部分が大きくなっていることがわかる。
【００５３】
なお、出射光の振幅分布ａ１において、高反射と低反射の境目には、ピークｋが現れている。これは、通常は低反射膜１ｂよりも高反射膜１ａの方を、透過面１２ｂに対して広く蒸着させるが、この場合、例えば、高反射膜１ａの高反射率で光を７０％放出しているとすると、残り３０％の光は、低反射膜１ｂの低反射率のときに放出することになるので、低反射膜１ｂの短い区間で３０％の光を一気に集中して放出することになるためにピークｋが現れるものである（したがって、低反射膜１ｂの反射率が低すぎたり、低反射膜１ｂがコーティングされる面積が小さかったりすると、ピークｋが高くなりすぎることになるので、数値計算を行って適切な値の反射率などを求めることになる）。
【００５４】
したがって、出射光の振幅分布ａ１には、透過面１２ｂから最初に放出されることにより光強度が最も高い振幅であるピークＰ１ａと、高反射と低反射の境目にできるピークＰ２ａとが現れることになるが、このような振幅分布だと、特に光軸対称で折り返してきた戻り光に対して、図３からわかるように、ピーク同士が重なり合うことになり、結合部分がさらに増えることになる。
【００５５】
すなわち、ピークＰ１ａに該当する、戻り光の振幅分布ａ２の振幅をピークＰ１ａ−１とし、ピークＰ２ａに該当する、戻り光の振幅分布ａ２の振幅をピークＰ２ａ−１とすれば、出射光のピークＰ１ａと戻り光のピークＰ２ａ−１とが重なり、出射光のピークＰ２ａと戻り光のピークＰ１ａ−１とが重なることになる。
【００５６】
上記のような２段膜構成にすることにより、振幅分布を長方形に近い形状にしたことによる、出射光と戻り光との重なり部分と、振幅分布を長方形に近い形状にしたことによって付随する、出射光のピークと戻り光のピークとの重なり部分と、ができることになり、これらの作用により、出射光と戻り光との重なり部分が大幅に増えて、過剰損失の抑制を図ることが可能になる。
【００５７】
次に高反射膜１ａと低反射膜１ｂの蒸着方法について説明する。図４は蒸着方法の一例を示す図である。透過面１２ｂを２段膜構成とする場合、まずは低反射膜を透過面１２ｂの全面にコートし、次に低反射率の状態を保ちたい箇所に保護テープ２を装着する。そして、高反射率の状態とする箇所には、再度、膜（低反射率の膜など）を蒸着する。
【００５８】
このように蒸着することで、保護テープ２で保護された箇所は低反射膜１ｂ、保護されてない箇所は高反射膜１ａとなり、２段の膜構成とすることができる。なお、透過面１２ｂ上に振幅分布の範囲（分散可変範囲）をどの程度広げるかによって、高反射膜１ａと低反射膜１ｂとのコーティング面積の比率（膜比率）は異なってくるが、分散範囲を広げていくならば、低反射膜１ｂよりも高反射膜１ａが貼られる面積が広がることになる。
【００５９】
また、このような膜構成を持つＶＩＰＡ板１２の使用方法については、通常の使用方法と何ら変わるものではない。なお、高反射膜１ａおよび低反射膜１ｂの広さ（膜比率）および各反射率については、デバイスに要求されるスペック（分散可変範囲、帯域幅等）によって左右されるので、シミュレーションなどによる数値計算を行って求めることになる。
【００６０】
次に光モジュール１の効果について説明する。図５、図６は出射光と戻り光の振幅分布のシミュレーション結果を示す図である。縦軸は振幅値、横軸は時間である。図５は従来の振幅分布、図６は光モジュール１の振幅分布を示している。
【００６１】
図５、図６を比べると、光モジュール１によって生成した振幅分布の重なり部分ａ０は、従来の減衰曲線型の振幅分布の重なり部分Ａ０に対して大きくなっており、出射光と戻り光の結合度が改善されていることが確認できる。
【００６２】
図７は透過特性のシミュレーション結果を示す図である。縦軸は透過特性（ｄＢ）、横軸は波長（ｎｍ）である。グラフｇ１は光モジュール１による透過特性、グラフｇ２は従来の透過特性である。
【００６３】
透過特性は波長に依存する。また、透過特性の値が０ｄＢのときは、何ら損失がなく光が通過することを示すものなので、各波長の透過特性の値が０ｄＢに近いほど透過特性は良好であることを表す（過剰損失が小さいことを表す）。
【００６４】
グラフｇ１、ｇ２から、光モジュール１では、各波長において、透過特性がおよそ１．５ｄＢ程度改善されていることがわかる。例えば、波長１５４５．２ｎｍを見ると、グラフｇ２により、従来では過剰損失は５ｄＢであるが、光モジュール１の過剰損失では、グラフｇ１により、３．５ｄＢとなっており、１．５ｄＢの改善がなされている。
【００６５】
次に光モジュール１を適用した分散補償装置について説明する。図８は分散補償装置の構成を示す図である。分散補償装置１０は、光入出力処理部１４、シリンドリカルレンズ１１ａ（前段レンズ）、光学部品（ＶＩＰＡ板）１２、集光レンズ１１ｂ（後段レンズ）、反射ミラー１３から構成される。
【００６６】
光入出力処理部１４は、入力してきた入力光と、内部で処理された後の出力光（分散補償されてＶＩＰＡ板１２から戻ってきた出力光）とが重ならないように光路の切り分けを行う。すなわち、ＶＩＰＡ板１２に到達するまでの入力光と、ＶＩＰＡ板１２から戻ってきた出力光とがオーバラップしないように分離する。
【００６７】
シリンドリカルレンズ１１ａは、光入出力処理部１４から出力された光（入力光）を集光して、ＶＩＰＡ板１２の窓１２ｃに入射する。ＶＩＰＡ板１２の内部で多重反射して出射した回折光は、集光レンズ１１ｂによって反射ミラー１３に集光される。反射ミラー１３は、透過面１２ｂから出射された出射光を反射し、戻り光を生成する。反射された戻り光は、集光レンズ１１ｂを介して、波長毎に遅延時間差を付けるために必要な、透過面１２ｂの所定の箇所に到達する。なお、光進行方向をｙ軸、光進行方向の上下の垂直方向をｚ軸、ｙ軸とｚ軸に垂直な方向をｘ軸とした場合、反射ミラー１３は、ｚ軸を回転軸として任意に可動することが可能である。
【００６８】
ＶＩＰＡ板１２の内部で多重反射して窓１２ｃから出射する光は、図２５、図２６で上述した制御によって分散補償されており、シリンドリカルレンズ１１ａは、分散補償後の光（出力光）を平行光にして、光入出力処理部１４へ入力する。光入出力処理部１４は、出力光を入力光と重ならないように外部へ送信する。なお、ＶＩＰＡ板１２による分散補償動作の詳細については上述したので説明は省略する。
【００６９】
次に分散補償装置１０の構成例について説明する。図９は分散補償装置の構成を示す図である。分散補償装置１０−１の光入出力処理部１４−１は、サーキュレータ１４ａ、コリメートレンズ１４ｂ、光ファイバＦを含む。その他の構成は図８と同じなので、光入出力処理部１４−１について説明する。
【００７０】
サーキュレータ１４ａは、３つのポートＰ１〜Ｐ３を有し、ポートＰ１から入力した光は、ポートＰ２から出力させ、ポートＰ２から入力した光は、ポートＰ３から出力させるものである。
【００７１】
サーキュレータ１４ａのポートＰ１に入力した光は、ポートＰ２から出力して、光ファイバＦへ入力する。光ファイバＦから出力された光は、コリメートレンズ１４ｂによって平行光となって、シリンドリカルレンズ１１ａに向かう。
【００７２】
また、ＶＩＰＡ板１２の窓１２ｃから出力した分散補償後の出力光は、シリンドリカルレンズ１１ａで平行光となって、コリメートレンズ１４ｂによって集光され、光ファイバＦに入力する。そして、光ファイバＦからの出力光は、サーキュレータのポートＰ２に入力し、ポートＰ３へドロップして出力パス側へ伝送される。なお、分散補償装置１０−１のように、サーキュレータ１４ａによって入力光と出力光とを分離するタイプでは、反射ミラー１３を可動させる必要はない。
【００７３】
図１０は分散補償装置の構成を示す図である。図８の装置構成を真上から見た図である（ｚ軸の上から下方向に見た図である）。分散補償装置１０−２の光入出力処理部１４−２は、入力側光ファイバＦ１、出力側光ファイバＦ２、入力側レンズ１４ｃ、出力側レンズ１４ｄを含む。その他の構成は図８と同じなので、光入出力処理部１４−２について説明する。
【００７４】
入力側光ファイバＦ１と出力側光ファイバＦ２とは平行に配置する。入力側レンズ１４ｃは、入力側光ファイバＦ１とシリンドリカルレンズ１１ａとの間に配置し、出力側レンズ１４ｄは、出力側光ファイバＦ２とシリンドリカルレンズ１１ａとの間に配置して、互いに平行に位置する。
【００７５】
入力側光ファイバＦ１から出力された入力光は、入力側レンズ１４ｃによって平行光となってシリンドリカルレンズ１１ａへ向かう。また、ＶＩＰＡ板１２から出力した分散補償後の出力光は、シリンドリカルレンズ１１ａで平行光となり、出力側レンズ１４ｄによって集光されて、出力側光ファイバＦ２に入力する。
【００７６】
このような光入出力処理部１４−２の構成により、入力光と出力光との光路を切り分ける。なお、分散補償装置１０−２のように、入力側光ファイバＦ１と出力側光ファイバＦ２とを平行に配置して、入力光と出力光とを分離するタイプでは、反射ミラー１３をｚ軸で適宜回転させて、入力光（ＶＩＰＡ板１２の出射光）に対して出力光（反射ミラー１３の戻り光）がオーバラップしないように反射方向を変えることになる。
【００７７】
図１１は分散補償装置の構成を示す図である。図８の装置構成を真上から見た図である（ｚ軸の上から下方向に見た図である）。分散補償装置１０−３の光入出力処理部１４−３は、入力側光ファイバＦ１、出力側光ファイバＦ２、共通レンズ１４ｅを含む。その他の構成は図８と同じなので、光入出力処理部１４−３について説明する。
【００７８】
入力側光ファイバＦ１と出力側光ファイバＦ２とは平行に配置する。共通レンズ１４ｅは、入力側光ファイバＦ１および出力側光ファイバＦ２と、シリンドリカルレンズ１１ａとの間に配置する。
【００７９】
入力側光ファイバＦ１から出力された入力光は、共通レンズ１４ｅによって平行光となってシリンドリカルレンズ１１ａへ向かう。また、ＶＩＰＡ板１２から出力した分散補償後の出力光は、シリンドリカルレンズ１１ａで平行光となり、共通レンズ１４ｅによって集光されて、出力側光ファイバＦ２に入力する。
【００８０】
このような光入出力処理部１４−３の構成により、入力光と出力光との光路を切り分ける。なお、分散補償装置１０−３のように、入力側光ファイバＦ１と出力側光ファイバＦ２とを平行に配置して、入力光と出力光とを分離するタイプでは、反射ミラー１３をｚ軸で適宜回転させて、入力光（ＶＩＰＡ板１２の出射光）に対して出力光（反射ミラー１３の戻り光）がオーバラップしないように反射方向を変えることになる。
【００８１】
図１２は反射ミラー１３の回転の様子を示す図である。反射ミラー１３は、入力光と出力光とが重ならないようにｚ軸回転する。なお、この回転量は、装置の上位から指示されて駆動することができる。
【００８２】
次に反射ミラー１３について説明する。図２４で上述したように、光ファイバ伝送で波長分散が生じると、短波長側の光と長波長側の光では、受信機における到達時間に差が生じる。
【００８３】
このため、分散補償を行う場合、反射ミラーでは、ＶＩＰＡ板の透過面の上方へ短波長側の戻り光が到達するように反射する。また、ＶＩＰＡ板の透過面の下方へ長波長側の戻り光が到達するように反射する。
【００８４】
このような反射をすれば、短波長の戻り光は、ＶＩＰＡ板内部で多くの回数の多重反射を繰り返してから窓から出力し、長波長の戻り光は、ＶＩＰＡ板内部で少ない回数の多重反射を繰り返してから窓から出力することになるので、波長毎の遅延時間差をなくすことができ、波長分散を補償するものであった。
【００８５】
したがって、反射ミラーにおいては、ＶＩＰＡ板から出射された光を反射する場合、短波長の光に対しては、ＶＩＰＡ板の透過面の上方向へ到達するような、長波長の光に対しては、ＶＩＰＡ板の透過面の下方向へ到達するような、ミラー形状とする必要がある。
【００８６】
図１３は反射パターンを示す図である。ミラー３ａの形状が凸面形状の場合は、方向ｄ１から入射した光は上方向に反射する。また、ミラー３ｂの形状が凹面形状の場合は、同じ方向ｄ１から入射した光は下方向に反射する。
【００８７】
したがって、反射ミラーにおいて、基本的には、ＶＩＰＡ板で回折された短波長の出射光が集光する箇所では、ミラー形状は凸面にし、長波長の出射光が集光する箇所では、ミラー形状は凹面にすればよいことがわかる。
【００８８】
次に反射ミラー１３のミラー形状について説明する。図１４〜図１９は反射ミラー１３のミラー形状パターンを示す図である。図１３の概念にもとづいて設計したミラー形状の各パターンを示している。
【００８９】
図１４の反射ミラー１３ａは、出射光の波長が短い方から長い方に移行する際に、ミラー表面が凸面から凹面に連続して変化するように形成される。なお、図１４〜図１９を通じて、中心波長の光は、ミラー表面の凹凸の変局点に集光する。
【００９０】
図１５の反射ミラー１３ｂは、出射光の波長が短い方から長い方に移行する際に、ミラー表面が強い凸面から弱い凸面に連続して変化するように形成される。このように、ミラー表面に凹凸を付けなくても、ミラー表面全体を凸面にして、短波長から長波長に移行するにつれて、強い凸面から弱い凸面のような形状にしてもよい。
【００９１】
さらに、図１６の反射ミラー１３ｃは、出射光の波長が短い方から長い方に移行する際に、ミラー表面が弱い凹面から強い凹面に連続して変化するように形成される。このように、ミラー表面に凹凸を付けなくても、ミラー表面全体を凹面にして、短波長から長波長に移行するにつれて、弱い凹面から強い凹面のような形状にしてもよい。
【００９２】
一方、図１７の反射ミラー１３ｄは、凹面部分と凸面部分を持ち、中心波長より短い波長の出射光は、凸面部分から反射し、中心波長より長い波長の出射光は、凹面部分から反射する。
【００９３】
また、図１８の反射ミラー１３ｅは、中心波長を超える出射光の波長が長くなるにつれて、平面部分から連続的に凹面部分に変化するように形成する。そして、中心波長より短い波長の出射光は平面部分に入射し、中心波長より長い波長の出射光は凹面部分に入射する。
【００９４】
さらに、図１９の反射ミラー１３ｆは、中心波長を超える出射光の波長が長くなるにつれて、凸面部分から連続的に平面部分に変化するように形成する。そして、中心波長より短い波長の出射光は凸面部分に入射し、中心波長より長い波長の出射光は平面部分に入射する。
【００９５】
（付記１） 波長分波を行う光モジュールにおいて、
入力光を集光して集光ビームを生成するレンズと、
光を高反射する反射面および前記反射面よりも低い反射率を持つ反射膜が蒸着される透過面を備え、前記反射面と前記透過面とで挟まれる内部領域で、入射された前記集光ビームを多重反射させて、前記透過面を介して回折した光を出射する光学部品と、
前記透過面から出射された出射光を反射し、戻り光を生成して前記透過面に再び到達させる反射ミラーと、
を備え、
前記反射膜は、高反射率の高反射膜と低反射率の低反射膜とを含み、
前記出射光と前記戻り光との結合部分が大きくなるように、光強度の高い前記出射光が放出される前記透過面の部分には前記高反射膜を蒸着し、光強度の低い前記出射光が放出される前記透過面の部分には前記低反射膜を蒸着する、
ことを特徴とする光モジュール。
【００９６】
（付記２） 前記出射光は、前記透過面から最初に放出された光強度は最も高く、多重反射を繰り返すにつれて光強度が低くなることによる減衰曲線の振幅分布を有し、
高反射率の前記高反射膜を蒸着することで減衰を緩やかにし、低反射率の前記低反射膜を蒸着することで、前記高反射膜によって放出しきれない光をすべて放出させる、
ことを特徴とする付記１記載の光モジュール。
【００９７】
（付記３） 前記高反射膜は、９８％から９９％の高反射率を有し、前記低反射膜は、９０％から９５％の低反射率を有することを特徴とする付記１記載の光モジュール。
（付記４） 光の波長分散の補償を行う分散補償装置において、
入力してきた入力光と、内部で処理された後の出力光との光路の切り分けを行う光入出力処理部と、
光を高反射する反射面および前記反射面よりも低い反射率を持つ反射膜が蒸着される透過面を備え、光が入出力する窓が前記反射面側に設けられた光学部品と、
前記透過面から出射された出射光を反射し、戻り光を生成して前記透過面の所定の箇所に再び到達させる可動型の反射ミラーと、
前記光入出力処理部と前記光学部品との間に配置して、前記入力光を集光して集光ビームを生成する前段レンズと、
前記光学部品と前記反射ミラーとの間に配置して、前記出射光を前記反射ミラーに集光する後段レンズと、
を備え、
前記光学部品は、前記窓に入射した前記集光ビームを、前記反射面と前記透過面とで挟まれる内部領域で多重反射させて、前記透過面を介して回折した前記出射光を出射し、前記透過面に到達した前記戻り光を、前記内部領域で多重反射させて、分散補償した光を前記出力光として前記窓から出射し、
前記反射膜は、高反射率の高反射膜と低反射率の低反射膜とを含み、
前記出射光と前記戻り光との結合部分が大きくなるように、光強度の高い前記出射光が放出される前記透過面の部分には前記高反射膜を蒸着し、光強度の低い前記出射光が放出される前記透過面の部分には前記低反射膜を蒸着する、
ことを特徴とする分散補償装置。
【００９８】
（付記５） 前記出射光は、前記透過面から最初に放出された光強度は最も高く、多重反射を繰り返すにつれて光強度が低くなることによる減衰曲線の振幅分布を有し、
高反射率の前記高反射膜を蒸着することで減衰を緩やかにし、低反射率の前記低反射膜を蒸着することで、前記高反射膜によって放出しきれない光をすべて放出させる、
ことを特徴とする付記４記載の分散補償装置。
【００９９】
（付記６） 前記高反射膜は、９８％から９９％の高反射率を有し、前記低反射膜は、９０％から９５％の低反射率を有することを特徴とする付記４記載の分散補償装置。
（付記７） 前記光入出力処理部は、３つのポートを持つサーキュレータを含み、前記入力光は、第１のポートに入力して第２のポートから出力して、前記前段レンズへ向かい、前記光学部品から出力された前記出力光は、前記第２のポートに入力して第３のポートから出力することで、光路の切り分けを行うことを特徴とする付記４記載の分散補償装置。
【０１００】
（付記８） 前記光入出力処理部は、前記入力光を伝送する入力側光ファイバと、前記入力側光ファイバと前記前段レンズとの間に配置する入力側レンズと、前記光学部品から戻った前記出力光を伝送する出力側光ファイバと、前記出力側光ファイバと前記前段レンズとの間に配置する出力側レンズとを含み、
前記入力側レンズは、前記入力側光ファイバの出力した前記入力光を前記光学部品に方向づけ、前記出力側レンズは、前記出力光を前記出力側光ファイバに方向づけることで、光路の切り分けを行うことを特徴とする付記４記載の分散補償装置。
【０１０１】
（付記９） 前記光入出力処理部は、前記入力光を伝送する入力側光ファイバと、前記光学部品から戻った前記出力光を伝送する出力側光ファイバと、前記入力側光ファイバおよび前記出力側光ファイバと、前記前段レンズとの間に配置する共通レンズとを含み、
前記共通レンズは、前記入力側光ファイバの出力した前記入力光を前記光学部品に方向づけ、前記光学部品から戻った前記出力光を前記出力側光ファイバに方向づけることで、光路の切り分けを行うことを特徴とする付記４記載の分散補償装置。
【０１０２】
（付記１０） 前記反射ミラーは、前記出射光の波長が短い方から長い方に移行する際に、ミラー表面が凸面から凹面に連続して変化するように形成されることを特徴とする付記４記載の分散補償装置。
【０１０３】
（付記１１） 前記反射ミラーは、前記出射光の波長が短い方から長い方に移行する際に、ミラー表面が強い凸面から弱い凸面に連続して変化するように形成されることを特徴とする付記４記載の分散補償装置。
【０１０４】
（付記１２） 前記反射ミラーは、前記出射光の波長が短い方から長い方に移行する際に、ミラー表面が弱い凹面から強い凹面に連続して変化するように形成されることを特徴とする付記４記載の分散補償装置。
【０１０５】
（付記１３） 前記反射ミラーは、凹面部分と凸面部分を持ち、中心波長より短い波長の前記出射光は、前記凸面部分から反射し、前記中心波長より長い波長の前記出射光は、前記凹面部分から反射することを特徴とする付記４記載の分散補償装置。
【０１０６】
（付記１４） 前記反射ミラーは、中心波長を超える前記出射光の波長が長くなるにつれて、平面部分から連続的に凹面部分に変化するように形成し、
前記中心波長より短い波長の前記出射光は、前記平面部分に入射し、前記中心波長より長い波長の前記出射光は、前記凹面部分に入射することを特徴とする付記４記載の分散補償装置。
【０１０７】
（付記１５） 前記反射ミラーは、中心波長を超える前記出射光の波長が長くなるにつれて、凸面部分から連続的に平面部分に変化するように形成し、
前記中心波長より短い波長の前記出射光は、前記凸面部分に入射し、前記中心波長より長い波長の前記出射光は、前記平面部分に入射することを特徴とする付記４記載の分散補償装置。
【０１０８】
（付記１６） 波長分波を行う光学部品において、
光を高反射する反射面と、
前記反射面よりも低い反射率を持つ反射膜が蒸着される透過面と、
前記反射面側に設けられて、光が入出力する窓と、
を備え、
前記反射面と前記透過面とで挟まれる内部領域で、前記窓から入射された集光ビームを多重反射させて、前記透過面を介して回折した光を出射し、
前記反射膜は、高反射率の高反射膜と低反射率の低反射膜とを含み、
前記透過面から出射した出射光が反射され、戻ってきた戻り光が前記透過面に再び到達する際に、前記出射光と前記戻り光との結合部分が大きくなるように、
光強度の高い前記出射光が放出される前記透過面の部分には前記高反射膜を蒸着し、光強度の低い前記出射光が放出される前記透過面の部分には前記低反射膜を蒸着する、
ことを特徴とする光学部品。
【０１０９】
（付記１７） 前記出射光は、前記透過面から最初に放出された光強度は最も高く、多重反射を繰り返すにつれて光強度が低くなることによる減衰曲線の振幅分布を有し、
高反射率の前記高反射膜を蒸着することで減衰を緩やかにし、低反射率の前記低反射膜を蒸着することで、前記高反射膜によって放出しきれない光をすべて放出させる、
ことを特徴とする付記１６記載の光学部品。
【０１１０】
（付記１８） 前記高反射膜は、９８％から９９％の高反射率を有し、前記低反射膜は、９０％から９５％の低反射率を有することを特徴とする付記１６記載の光学部品。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】光モジュールの原理図である。
【図２】光モジュールの基本概念を説明するための図である。
【図３】光モジュールの特徴を示す模式図である。
【図４】蒸着方法の一例を示す図である。
【図５】出射光と戻り光の振幅分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図６】出射光と戻り光の振幅分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図７】透過特性のシミュレーション結果を示す図である。
【図８】分散補償装置の構成を示す図である。
【図９】分散補償装置の構成を示す図である。
【図１０】分散補償装置の構成を示す図である。
【図１１】分散補償装置の構成を示す図である。
【図１２】反射ミラーの回転の様子を示す図である。
【図１３】反射パターンを示す図である。
【図１４】反射ミラーの形状パターンを示す図である。
【図１５】反射ミラーの形状パターンを示す図である。
【図１６】反射ミラーの形状パターンを示す図である。
【図１７】反射ミラーの形状パターンを示す図である。
【図１８】反射ミラーの形状パターンを示す図である。
【図１９】反射ミラーの形状パターンを示す図である。
【図２０】ＶＩＰＡの基本構成を示す図である。
【図２１】ＶＩＰＡの動作概要を説明するための図である。
【図２２】ＶＩＰＡの干渉条件を示す図である。
【図２３】ＶＩＰＡ板の回折光の次数を示す概念図である。
【図２４】波長分散が生じて正常受信できない状態を説明するための図である。
【図２５】ＶＩＰＡ型分散補償の概念を説明するための図である。
【図２６】ＶＩＰＡ型分散補償の概念を説明するための図である。
【図２７】ＶＩＰＡ板の出射光の振幅分布を示す図である。
【図２８】出射光が反射した後の戻り光の振幅分布を示す図である。
【図２９】戻り光が出射光の反転した分布になることを示す図である。
【図３０】出射光と戻り光との結合部分を示す図である。
【図３１】波長によって戻り光の振幅分布が現れる位置が異なる様子を示す図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１ 光モジュール
１−１ 反射膜
１ａ 高反射膜
１ｂ 低反射膜
１１ａ、１１ｂ レンズ
１２ 光学部品（ＶＩＰＡ板）
１２ａ 反射面
１２ｂ 透過面
１２ｃ 窓
１３ 反射ミラー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光モジュールおよび分散補償装置に関し、波長分波を行う光モジュールおよび光の波長分散の補償を行う分散補償装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速大容量の光伝送を行う技術として、波長の異なる光を多重化して、１本の光ファイバで複数の信号を同時に伝送するＷＤＭ（Wavelength Division Multiplex）方式が広く用いられている。
【０００３】
また、光ファイバにおける伝送速度は、光の波長毎に異なるため、伝送距離が伸びるにつれ、光のパルス波形が鈍る波長分散が生じる。波長分散は、波長が１ｎｍ異なるふたつの単色光を１ｋｍ伝搬させたときの伝搬時間差、単位はｐｓ／ｎｍ／ｋｍで定義される。
【０００４】
大容量・長距離の光伝送を実現するＷＤＭシステムで、波長分散によるパルス広がりが生じると、受信レベルを著しく劣化させてシステムに有害な影響を及ぼすことになる。このため、波長分散を等価的にゼロに（キャンセル）する分散補償を行って、光伝送時に生じた分散を抑制する必要がある。分散補償を行う機器としては、近年、ＶＩＰＡ（Virtually Imaged Phased Array）と呼ばれる光学部品を利用した分散補償器が注目されている。
【０００５】
ＶＩＰＡは、ガラスプレートの両面に反射率の高い膜をコーティングした波長分波素子（ＶＩＰＡ板）を有したデバイスであり、ＶＩＰＡ板に集光ビームを入力してガラスプレート内部で多重反射させることで、通常の回折格子を用いずに、波長分波を行うことを可能にする。以降、図２０〜図２３でＶＩＰＡの基本概念について説明する。
【０００６】
図２０はＶＩＰＡの基本構成を示す図である。ＶＩＰＡ５０は、シリンドリカルレンズ（ラインフォーカスレンズ）５１、ＶＩＰＡ板（エタロン部）５２から構成される。
シリンドリカルレンズ５１は、入力光を集光するレンズである。ＶＩＰＡ板５２は、反射率１００％の反射膜（または反射率が１００％に近い反射膜）５ａがコーティングされた反射面５２ａと、反射率がおよそ９５〜９８％の反射膜５ｂがコーティングされた透過面５２ｂと、窓（照射窓）５２ｃとを有するガラスプレートである。
【０００７】
図２１はＶＩＰＡ５０の動作概要を説明するための図である。シリンドリカルレンズ５１で集光されたビームＢ１は、ＶＩＰＡ板５２の窓５２ｃから入力する。このとき、ビームＢ１の光軸Ｚは、ＶＩＰＡ板５２の法線Ｈに対して、小さな傾き角θを持っている。
【０００８】
反射面５２ａの反射率を１００％、透過面５２ｂの反射率を９８％とすると、ビームＢ１の２％の光は、透過面５２ｂからガラスプレートの厚み分のビーム径を持って外部へ出射し（透過面５２ｂから出射する光は、広がり角の少ない丸いビーム（コリメートビーム）であり、ビーム径はガラスプレートの厚み分となる）、残りの９８％のビームＢ１ａは、反射面５２ａ側へ向かって反射する（ビームＢ１ａは、ガラスプレート内部で、プレートの厚み分わずかに広がりながら反射面５２ａへ向かう）。
【０００９】
また、反射面５２ａは反射率１００％なので、ビームＢ１ａは、透過面５２ｂに向かって全反射する（ビームＢ１ａは、ガラスプレート内部で、プレートの厚み分わずかに広がりながら透過面５２ｂへ向かう）。そして、ビームＢ１ａの２％の光は、ガラスプレートの厚み分のビーム径を持って透過面５２ｂから外部へ出射する。このとき、ビームＢ１とビームＢ１ａの出射光のスポット位置はｄだけずれている。
【００１０】
同様に、ビームＢ１ａの残りの９８％のビームＢ１ｂは、反射面５２ａ側へ向かって反射する。このようなことが繰り返されることで、シリンドリカルレンズ５１を介して、ＶＩＰＡ板５２に入力したビームは、ＶＩＰＡ板５２内で少しずつ広がりながら多重反射し、透過面５２ｂから一定の間隔ｄだけ離れて光が少しずつ出射していくことになる。
【００１１】
透過面５２ｂから一定の間隔ｄだけ離れて出射する光は、あたかも階段状に配列された仮想出射スポットｖ１〜ｖｎ（図２１ではｖ４まで示す）から出射しているとみなせ（これにより、バーチャリ・イメージ・フェーズド・アレイと呼ばれている）、この振る舞いは、エシェロン型（階段状）の回折格子の動作といえるので、出射光は分光されて出射することになる。
【００１２】
また、これらの仮想出射スポットｖ１〜ｖｎは、ＶＩＰＡ板５２のガラスプレートの厚みをＤとすれば、ＶＩＰＡ板５２の法線Ｈに沿って、一定の間隔２Ｄで配置される。仮想出射スポットｖ１、ｖ２について見ると、線分ｐｑ＝線分ｑｒ＝Ｄであるから、仮想出射スポットｖ１、ｖ２の配置間隔は、ＶＩＰＡ板５２の法線Ｈ上に２Ｄとなり、その他の仮想出射スポットの配置間隔も間隔２Ｄで配置することになる。
【００１３】
図２２はＶＩＰＡ５０の干渉条件を示す図である。出射スポットｖａから出射される光に対し、ビームＢ２ａでは、経路ｔ０内にｍ個の波長（中波長とする）があるものとする。この場合、ビームＢ２ａの上側のビームＢ２ｂで、光が強め合う方向に干渉条件が満たされる場合、経路ｔ１＜経路ｔ０なので、ビームＢ２ｂにｍ個の波長が入るためには、ビームＢ２ｂの波長は、ビームＢ２ａに含まれる波長よりも短波長となる必要がある。
【００１４】
また、ビームＢ２ａの下側のビームＢ２ｃで、光が強め合う方向に干渉条件が満たされる場合、経路ｔ０＜経路ｔ２なので、ビームＢ２ｃにｍ個の波長が入るためには、ビームＢ２ｃの波長は、ビームＢ２ａに含まれる波長よりも長波長となる必要がある。
【００１５】
したがって、ＶＩＰＡ板５２からの出射光に対して、光が強め合う干渉条件は、光軸を基準に上側が短波長、下側が長波長となることであることから、ＶＩＰＡ板５２から光軸の上側には短波長の光が、下側には長波長の光が出射されることになる。
【００１６】
図２３はＶＩＰＡ板５２の回折光の次数を示す概念図である。ＶＩＰＡ板５２の中間出射ポイントからは、回折次数（回折格子によって回折された光の方向を示す正または負の整数）がｍ次の光が出射する。また、中間出射ポイントの上側の出射ポイントからはｍ−１次、下側の出射ポイントからは、ｍ＋１次の光が出射される。このように、ＶＩＰＡ板５２からは、さまざまな回折次数の光が出射するが、制御に必要な次数の回折光のみ着眼することになる。
【００１７】
次に波長分散による受信劣化について説明する。図２４は波長分散が生じて正常受信できない状態を説明するための図である。光ファイバＦ０を通じて、“０”、“１”のデータを持つ信号光が流れている。ここで、１ビットのパルスのスペクトルに着目すると、１ビットを構成するパルスのスペクトルには、複数の波長が含まれている。スペクトル中間の波長をλC、長波長側をλL、短波長側をλSとし、波長λCの速度をＶ（λC）、波長λLの速度をＶ（λL）、波長λSの速度をＶ（λS）とする。
【００１８】
これらの波長λC、λL、λSが、光ファイバＦ０を通じて、同じ速度で伝送して受信機Ｒｘに到達すれば（Ｖ（λC）＝Ｖ（λL）＝Ｖ（λS））、該当１ビットの波形には、歪みは生じておらず、正常にビット識別が可能である。
【００１９】
ところが、伝送距離が伸びたりして波長分散が生じると、１ビットを構成しているスペクトルの波長が、Ｖ（λS）＞Ｖ（λC）＞Ｖ（λL）というように、速度差が生じてしまう。このような速度差が生じると、該当１ビットの伝送波形には歪みが生じることになり、受信機Ｒｘにおいて正確なビット識別が行えなくなる。
【００２０】
次にＶＩＰＡ５０を使用した分散補償について図２５、図２６を用いて説明する。図２５、図２６はＶＩＰＡ型分散補償の概念を説明するための図である。ＶＩＰＡ板５２の出射側に、集光レンズ５３と反射ミラー５４が配置される。出射した回折光は、集光レンズ５３によって反射ミラー５４に集光される。
【００２１】
反射ミラー５４は、非球面形状をしており、反射位置によってさまざまな方向に光を反射させる。また、反射ミラー５４のカーブによって反射方向を変えることができる。ここで、短波長λSのビーム（ビームλSとする）は、ＶＩＰＡ板５２の中心より上側の箇所に到達するように反射させ、長波長λLのビーム（ビームλLとする）は、中心より下側の箇所に到達するように反射させる。
【００２２】
すると図２６のように、反射したビームλSは、ＶＩＰＡ板５２の上側のポイントｐ１に到達してＶＩＰＡ板５２に再度入力するので、ＶＩＰＡ板５２内部で多くの回数の反射を繰り返して窓５２ｃから出射することになる。また、反射したビームλLは、ＶＩＰＡ板５２の下側のポイントｐ２に到達して再度入力するので、ＶＩＰＡ板５２内部で少ない回数の反射を繰り返して窓５２ｃから出射することになる。
【００２３】
このように、反射ミラー５４で反射された光は、ＶＩＰＡ板５２に到達し、ＶＩＰＡ板５２の到達位置は各波長によって異なるので、ＶＩＰＡ板５２内部で多重反射して窓５２ｃに戻るまでに時間差が生じることになり、波長毎に時間差（分散）を発生させることができる（群遅延時間を発生させることができる）。
【００２４】
上記の場合、波長分散によって、短波長λSが最も早く受信機Ｒｘに到達し、長波長λLが最も遅く到達するので、短波長λSに対して多くの遅延時間を発生させ（短波長λSの光は、ＶＩＰＡ板５２の窓５２ｃから出射されるまでに遠回りさせているイメージである）、長波長λLの遅延時間は小さくすることで（長波長λLの光は、ＶＩＰＡ板５２の窓５２ｃから出射されるまでに近回りさせているイメージである）、光伝送路上で生じた波長分散の補償を行うものである。
【００２５】
従来技術として、ＶＩＰＡを使用した分散補償デバイスは、特許文献１に提案されている。また、ＶＩＰＡ板の応用例として、応力補正膜を設けて、ＶＩＰＡ板の応力平衡を保つ技術が特許文献２に提案されている。
【特許文献１】特表２０００−５１１６５５号公報（第３２頁−第３３頁，第１８図）
【特許文献２】特開２００４−１１７７４７号公報（段落番号〔００２６〕〜〔００２８〕，第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
しかし、上記のようなＶＩＰＡ型分散補償は、光損失が大きいといった問題があった。すなわち、ＶＩＰＡ板５２の窓５２ｃへ入射する入射光と、ＶＩＰＡ板５２の透過面５２ｂから放出された光が反射ミラー５４によって反射され、再び透過面５２ｂに入射して窓５２ｃから出射される出射光とを比べると、この出射光は、波長分散は補償されてはいるが、入射前と比べて光損失が大きい（過剰損失が発生する）といった問題があった。以降、図２７〜図３１を用いて過剰損失が発生する理由について説明する。
【００２７】
図２７はＶＩＰＡ板５２の出射光の振幅分布を示す図である。ＶＩＰＡ板５２では、窓５２ｃから入射した光は、ＶＩＰＡ板５２内部で多重反射しながら、透過面５２ｂから少しずつ光が放出する。
【００２８】
このため、透過面５２ｂから最初に放出する光の強度は高く、反射を繰り返すにつれて等比級数的に放出光の強度は減少していくことになる。したがって、ＶＩＰＡ板５２から出射される１つの波長の光は、図２７に示すような、減衰曲線の振幅分布を持った光として放出されることになる。
【００２９】
図２８は出射光が反射した後の戻り光の振幅分布を示す図である。出射光の振幅分布Ａ１の像は、集光レンズ５３で反射ミラー５４上に集光し、反射ミラー５４で反射し、再度集光レンズ５３に入射して平行光に変換される。したがって、戻り光（反射ミラー５４で反射した出射光）の振幅分布Ａ２は、反転した像となってＶＩＰＡ板５２の透過面５２ｂ上に現れる。
【００３０】
図２９は戻り光が出射光の反転した分布になることを示す図である。共に焦点距離ｆのレンズＬ１、Ｌ２を図のように配置させて、レンズＬ１側に物体ｍ１を置いて光を当てる。すると、レンズＬ２側には、物体ｍ１の反転した像ｍ１ａが現れることになる。
【００３１】
レンズＬ２をミラーＬ２ａに代えて、レンズＬ１から焦点距離ｆ離れた位置に配置し、同じように物体ｍ１に光を当てると、戻り光による像は、反転像ｍ１ａとなって物体ｍ１の下方にできることになり、これと同じ現象が図２８でも生じていることになる。
【００３２】
ここで、透過面５２ｂから出射された出射光の振幅分布Ａ１は、反射ミラー５４で反射されて、図２８に示すような戻り光の振幅分布Ａ２となって再び透過面５２ｂ上に現れることになるが、このとき、出射光と同一位相かつ同一振幅の戻り光だけが出射光と結合することができる。すなわち、出射光と同じ状態（同一位相かつ同一振幅）の戻り光のみが、ＶＩＰＡ板５２の透過面５２ｂから入射することができ、ＶＩＰＡ板５２内部で多重反射して、窓５２ｃから出射することができる。
【００３３】
図３０は出射光と戻り光との結合部分を示す図である。出射光と同一位相かつ同一振幅の戻り光の結合部分（以下、重なり部分とも表記する）Ａ０は、斜線部となり、この領域に存在する戻り光のみが透過面５２ｂに入射することができる。このため、重なり部分が大きいほど透過特性は良いということになる。
【００３４】
図３１は波長によって戻り光の振幅分布が現れる位置が異なる様子を示す図である。図３０に示したように、光軸近傍を伝搬してＶＩＰＡ板５２に到達する波長の戻り光の場合では、出射光の振幅分布Ａ１と戻り光の振幅分布Ａ２の重なりはある程度は大きい。
【００３５】
一方、上述したように、分散補償を行う場合では、時間差を多く発生させる（多重反射の回数を多くする）必要がある波長に対しては、反射ミラー５４によって、透過面５２ｂのよりずれた位置に到達するように反射させることになるので、光軸からずれた戻り光の振幅分布Ａ２−１となるような波長が存在する。
【００３６】
このような戻り光は、光軸からずれてＶＩＰＡ板５２に戻るために、出射光の振幅分布Ａ１と戻り光の振幅分布Ａ２−１との重なりは小さくなる。このように、中心波長から離れる波長ほど光軸ずれが大きい光路を伝搬し、光軸ずれが大きいほど重なりが小さくなるので、過剰損失がさらに大きく発生することになる。
【００３７】
ただし、出射光の振幅分布Ａ１そのものが、光軸に対して非対称な分布をしているので、たとえ光軸近傍を伝搬してＶＩＰＡ板５２に戻る戻り光であっても、その戻り光の振幅分布との重なり部分は元々少ないものであって、従来の構成では、過剰損失が大きく発生することは避けられない。
【００３８】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ＶＩＰＡ板からの出射光と、ＶＩＰＡ板への戻り光との結合部分が大きくなるように、ＶＩＰＡ板の透過面の反射特性を制御して、過剰損失の抑制を図った光モジュールを提供することを目的とする。
【００３９】
また、本発明の他の目的は、ＶＩＰＡ板からの出射光と、ＶＩＰＡ板への戻り光との結合部分が大きくなるように、ＶＩＰＡ板の透過面の反射特性を制御して、過剰損失の抑制を図った分散補償装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００４０】
上記課題を解決するために、波長分波を行う光モジュールが提供される。この光モジュールは、入力光を集光して集光ビームを生成するレンズと、光を高反射する反射面および前記反射面よりも低い反射率を持つ反射膜が蒸着される透過面を備え、前記反射面と前記透過面とで挟まれる内部領域で、入射された前記集光ビームを多重反射させて、前記透過面を介して回折した光を出射する光学部品と、前記透過面から出射された出射光を反射し、戻り光を生成して前記透過面に再び到達させる反射ミラーとを備える。
【００４１】
ここで、反射膜は、高反射率の高反射膜と低反射率の低反射膜とを含み、出射光と戻り光との結合部分が大きくなるように、光強度の高い出射光が放出される透過面の部分には高反射膜を蒸着し、光強度の低い出射光が放出される透過面の部分には低反射膜を蒸着する。
【発明の効果】
【００４２】
光強度の高い出射光が放出される透過面の部分には、高反射率の高反射膜を蒸着し、光強度の低い出射光が放出される透過面の部分には、低反射率の低反射膜を蒸着することによって、ＶＩＰＡ板からの出射光と、ＶＩＰＡ板への戻り光との結合部分を大きくすることができ、過剰損失を抑制することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は光モジュールの原理図である。光モジュール１は、レンズ１１ａ、１１ｂ、光学部品１２（ＶＩＰＡ板１２）、反射ミラー１３から構成され、分散補償器等に利用されるモジュールである。
【００４４】
レンズ１１ａは、入力光を集光して集光ビームを生成する。ＶＩＰＡ板１２は、光を高反射する反射面１２ａ（反射率１００％または１００％に近い反射膜がコーティングされた面である）および反射面１２ａよりも低い反射率を持つ反射膜（誘電体膜）１−１が蒸着される透過面１２ｂを備える。
【００４５】
また、反射面１２ａと透過面１２ｂとで挟まれる内部領域で、窓１２ｃから入射された集光ビームを多重反射させて、透過面１２ｂを介して回折した光を出射する。レンズ１１ｂは、透過面１２ｂから出射された回折光を反射ミラー１３に集光する。反射ミラー１３は、透過面１２ｂから出射された出射光を反射し、戻り光を生成してＶＩＰＡ板１２の透過面１２ｂに再び到達させる。
【００４６】
ここで、反射膜１−１は、高反射率の高反射膜１ａと低反射率の低反射膜１ｂとを含み、出射光と戻り光との結合部分が大きくなるように、光強度の高い出射光が放出される透過面１２ｂの部分には高反射膜１ａを蒸着し、光強度の低い出射光が放出される透過面１２ｂの部分には低反射膜１ｂを蒸着する。
【００４７】
次に光モジュール１の透過面１２ｂで行う反射制御の基本的な考え方について説明する。図２は光モジュール１の基本概念を説明するための図である。上述したように、出射光の振幅分布は、光軸に対して非対称な分布をしているので、光軸ずれが小さい戻り光の場合であっても結合部分は小さく、大きな過剰損失が生じることになる。
【００４８】
これに対し、理想的に出射光の振幅分布が長方形の形状で実現できれば、戻り光の振幅分布も長方形の形状となるので、出射光と戻り光の結合部分は、従来の減衰型の振幅分布より明らかに大きくなり、光軸ずれに強くかつ過剰損失も少ないものが実現できることがわかる。
【００４９】
ただし、長方形形状の振幅分布を持つように出射させることは実際には困難であるので、光モジュール１のＶＩＰＡ板１２においては、出射光と同一位相かつ同一振幅となる戻り光が増えるように、透過面１２ｂでの反射制御を行うことで、できるだけ長方形の形状に近くなるようにして結合部分を大きくし、過剰損失の抑制を図るものである。
【００５０】
次に光モジュール１の反射制御の特徴について説明する。図３は光モジュール１の特徴を示す模式図である。出射光と戻り光との結合部分を大きくするために、高反射率の高反射膜１ａを蒸着することで、出射光の減衰を緩やかにし、出射しきれなかった光エネルギーを放出しきるために、低反射率の反射膜１ｂを蒸着する。
【００５１】
具体的な数値を上げると、光強度の高い出射光が放出される透過面１２ｂの部分に対して、９８％から９９％の高反射率の高反射膜１ａを蒸着することで、出射光の減衰分布の減衰を緩やかにする。そして、光強度の低い出射光が放出される透過面１２ｂの部分には、９０％から９５％の低反射率の低反射膜１ｂを蒸着することで、高反射膜１ａによってＶＩＰＡ板１２から出射しきれない光（光エネルギー）をすべて放出させるようにする。
【００５２】
このように、透過面１２ｂの反射率を２段構成にすることにより、出射光の振幅分布ａ１は、従来の減衰曲線形状と比べて、長方形形状に近いものにすることができる。また、戻り光の振幅分布ａ２は、出射光の振幅分布ａ１を反転したものとなるが、明らかに結合部分が大きくなっていることがわかる。
【００５３】
なお、出射光の振幅分布ａ１において、高反射と低反射の境目には、ピークｋが現れている。これは、通常は低反射膜１ｂよりも高反射膜１ａの方を、透過面１２ｂに対して広く蒸着させるが、この場合、例えば、高反射膜１ａの高反射率で光を７０％放出しているとすると、残り３０％の光は、低反射膜１ｂの低反射率のときに放出することになるので、低反射膜１ｂの短い区間で３０％の光を一気に集中して放出することになるためにピークｋが現れるものである（したがって、低反射膜１ｂの反射率が低すぎたり、低反射膜１ｂがコーティングされる面積が小さかったりすると、ピークｋが高くなりすぎることになるので、数値計算を行って適切な値の反射率などを求めることになる）。
【００５４】
したがって、出射光の振幅分布ａ１には、透過面１２ｂから最初に放出されることにより光強度が最も高い振幅であるピークＰ１ａと、高反射と低反射の境目にできるピークＰ２ａとが現れることになるが、このような振幅分布だと、特に光軸対称で折り返してきた戻り光に対して、図３からわかるように、ピーク同士が重なり合うことになり、結合部分がさらに増えることになる。
【００５５】
すなわち、ピークＰ１ａに該当する、戻り光の振幅分布ａ２の振幅をピークＰ１ａ−１とし、ピークＰ２ａに該当する、戻り光の振幅分布ａ２の振幅をピークＰ２ａ−１とすれば、出射光のピークＰ１ａと戻り光のピークＰ２ａ−１とが重なり、出射光のピークＰ２ａと戻り光のピークＰ１ａ−１とが重なることになる。
【００５６】
上記のような２段膜構成にすることにより、振幅分布を長方形に近い形状にしたことによる、出射光と戻り光との重なり部分と、振幅分布を長方形に近い形状にしたことによって付随する、出射光のピークと戻り光のピークとの重なり部分と、ができることになり、これらの作用により、出射光と戻り光との重なり部分が大幅に増えて、過剰損失の抑制を図ることが可能になる。
【００５７】
次に高反射膜１ａと低反射膜１ｂの蒸着方法について説明する。図４は蒸着方法の一例を示す図である。透過面１２ｂを２段膜構成とする場合、まずは低反射膜を透過面１２ｂの全面にコートし、次に低反射率の状態を保ちたい箇所に保護テープ２を装着する。そして、高反射率の状態とする箇所には、再度、膜（低反射率の膜など）を蒸着する。
【００５８】
このように蒸着することで、保護テープ２で保護された箇所は低反射膜１ｂ、保護されてない箇所は高反射膜１ａとなり、２段の膜構成とすることができる。なお、透過面１２ｂ上に振幅分布の範囲（分散可変範囲）をどの程度広げるかによって、高反射膜１ａと低反射膜１ｂとのコーティング面積の比率（膜比率）は異なってくるが、分散範囲を広げていくならば、低反射膜１ｂよりも高反射膜１ａが貼られる面積が広がることになる。
【００５９】
また、このような膜構成を持つＶＩＰＡ板１２の使用方法については、通常の使用方法と何ら変わるものではない。なお、高反射膜１ａおよび低反射膜１ｂの広さ（膜比率）および各反射率については、デバイスに要求されるスペック（分散可変範囲、帯域幅等）によって左右されるので、シミュレーションなどによる数値計算を行って求めることになる。
【００６０】
次に光モジュール１の効果について説明する。図５、図６は出射光と戻り光の振幅分布のシミュレーション結果を示す図である。縦軸は振幅値、横軸は時間である。図５は従来の振幅分布、図６は光モジュール１の振幅分布を示している。
【００６１】
図５、図６を比べると、光モジュール１によって生成した振幅分布の重なり部分ａ０は、従来の減衰曲線型の振幅分布の重なり部分Ａ０に対して大きくなっており、出射光と戻り光の結合度が改善されていることが確認できる。
【００６２】
図７は透過特性のシミュレーション結果を示す図である。縦軸は透過特性（ｄＢ）、横軸は波長（ｎｍ）である。グラフｇ１は光モジュール１による透過特性、グラフｇ２は従来の透過特性である。
【００６３】
透過特性は波長に依存する。また、透過特性の値が０ｄＢのときは、何ら損失がなく光が通過することを示すものなので、各波長の透過特性の値が０ｄＢに近いほど透過特性は良好であることを表す（過剰損失が小さいことを表す）。
【００６４】
グラフｇ１、ｇ２から、光モジュール１では、各波長において、透過特性がおよそ１．５ｄＢ程度改善されていることがわかる。例えば、波長１５４５．２ｎｍを見ると、グラフｇ２により、従来では過剰損失は５ｄＢであるが、光モジュール１の過剰損失では、グラフｇ１により、３．５ｄＢとなっており、１．５ｄＢの改善がなされている。
【００６５】
次に光モジュール１を適用した分散補償装置について説明する。図８は分散補償装置の構成を示す図である。分散補償装置１０は、光入出力処理部１４、シリンドリカルレンズ１１ａ（前段レンズ）、光学部品（ＶＩＰＡ板）１２、集光レンズ１１ｂ（後段レンズ）、反射ミラー１３から構成される。
【００６６】
光入出力処理部１４は、入力してきた入力光と、内部で処理された後の出力光（分散補償されてＶＩＰＡ板１２から戻ってきた出力光）とが重ならないように光路の切り分けを行う。すなわち、ＶＩＰＡ板１２に到達するまでの入力光と、ＶＩＰＡ板１２から戻ってきた出力光とがオーバラップしないように分離する。
【００６７】
シリンドリカルレンズ１１ａは、光入出力処理部１４から出力された光（入力光）を集光して、ＶＩＰＡ板１２の窓１２ｃに入射する。ＶＩＰＡ板１２の内部で多重反射して出射した回折光は、集光レンズ１１ｂによって反射ミラー１３に集光される。反射ミラー１３は、透過面１２ｂから出射された出射光を反射し、戻り光を生成する。反射された戻り光は、集光レンズ１１ｂを介して、波長毎に遅延時間差を付けるために必要な、透過面１２ｂの所定の箇所に到達する。なお、光進行方向をｙ軸、光進行方向の上下の垂直方向をｚ軸、ｙ軸とｚ軸に垂直な方向をｘ軸とした場合、反射ミラー１３は、ｚ軸を回転軸として任意に可動することが可能である。
【００６８】
ＶＩＰＡ板１２の内部で多重反射して窓１２ｃから出射する光は、図２５、図２６で上述した制御によって分散補償されており、シリンドリカルレンズ１１ａは、分散補償後の光（出力光）を平行光にして、光入出力処理部１４へ入力する。光入出力処理部１４は、出力光を入力光と重ならないように外部へ送信する。なお、ＶＩＰＡ板１２による分散補償動作の詳細については上述したので説明は省略する。
【００６９】
次に分散補償装置１０の構成例について説明する。図９は分散補償装置の構成を示す図である。分散補償装置１０−１の光入出力処理部１４−１は、サーキュレータ１４ａ、コリメートレンズ１４ｂ、光ファイバＦを含む。その他の構成は図８と同じなので、光入出力処理部１４−１について説明する。
【００７０】
サーキュレータ１４ａは、３つのポートＰ１〜Ｐ３を有し、ポートＰ１から入力した光は、ポートＰ２から出力させ、ポートＰ２から入力した光は、ポートＰ３から出力させるものである。
【００７１】
サーキュレータ１４ａのポートＰ１に入力した光は、ポートＰ２から出力して、光ファイバＦへ入力する。光ファイバＦから出力された光は、コリメートレンズ１４ｂによって平行光となって、シリンドリカルレンズ１１ａに向かう。
【００７２】
また、ＶＩＰＡ板１２の窓１２ｃから出力した分散補償後の出力光は、シリンドリカルレンズ１１ａで平行光となって、コリメートレンズ１４ｂによって集光され、光ファイバＦに入力する。そして、光ファイバＦからの出力光は、サーキュレータのポートＰ２に入力し、ポートＰ３へドロップして出力パス側へ伝送される。なお、分散補償装置１０−１のように、サーキュレータ１４ａによって入力光と出力光とを分離するタイプでは、反射ミラー１３を可動させる必要はない。
【００７３】
図１０は分散補償装置の構成を示す図である。図８の装置構成を真上から見た図である（ｚ軸の上から下方向に見た図である）。分散補償装置１０−２の光入出力処理部１４−２は、入力側光ファイバＦ１、出力側光ファイバＦ２、入力側レンズ１４ｃ、出力側レンズ１４ｄを含む。その他の構成は図８と同じなので、光入出力処理部１４−２について説明する。
【００７４】
入力側光ファイバＦ１と出力側光ファイバＦ２とは平行に配置する。入力側レンズ１４ｃは、入力側光ファイバＦ１とシリンドリカルレンズ１１ａとの間に配置し、出力側レンズ１４ｄは、出力側光ファイバＦ２とシリンドリカルレンズ１１ａとの間に配置して、互いに平行に位置する。
【００７５】
入力側光ファイバＦ１から出力された入力光は、入力側レンズ１４ｃによって平行光となってシリンドリカルレンズ１１ａへ向かう。また、ＶＩＰＡ板１２から出力した分散補償後の出力光は、シリンドリカルレンズ１１ａで平行光となり、出力側レンズ１４ｄによって集光されて、出力側光ファイバＦ２に入力する。
【００７６】
このような光入出力処理部１４−２の構成により、入力光と出力光との光路を切り分ける。なお、分散補償装置１０−２のように、入力側光ファイバＦ１と出力側光ファイバＦ２とを平行に配置して、入力光と出力光とを分離するタイプでは、反射ミラー１３をｚ軸で適宜回転させて、入力光（ＶＩＰＡ板１２の出射光）に対して出力光（反射ミラー１３の戻り光）がオーバラップしないように反射方向を変えることになる。
【００７７】
図１１は分散補償装置の構成を示す図である。図８の装置構成を真上から見た図である（ｚ軸の上から下方向に見た図である）。分散補償装置１０−３の光入出力処理部１４−３は、入力側光ファイバＦ１、出力側光ファイバＦ２、共通レンズ１４ｅを含む。その他の構成は図８と同じなので、光入出力処理部１４−３について説明する。
【００７８】
入力側光ファイバＦ１と出力側光ファイバＦ２とは平行に配置する。共通レンズ１４ｅは、入力側光ファイバＦ１および出力側光ファイバＦ２と、シリンドリカルレンズ１１ａとの間に配置する。
【００７９】
入力側光ファイバＦ１から出力された入力光は、共通レンズ１４ｅによって平行光となってシリンドリカルレンズ１１ａへ向かう。また、ＶＩＰＡ板１２から出力した分散補償後の出力光は、シリンドリカルレンズ１１ａで平行光となり、共通レンズ１４ｅによって集光されて、出力側光ファイバＦ２に入力する。
【００８０】
このような光入出力処理部１４−３の構成により、入力光と出力光との光路を切り分ける。なお、分散補償装置１０−３のように、入力側光ファイバＦ１と出力側光ファイバＦ２とを平行に配置して、入力光と出力光とを分離するタイプでは、反射ミラー１３をｚ軸で適宜回転させて、入力光（ＶＩＰＡ板１２の出射光）に対して出力光（反射ミラー１３の戻り光）がオーバラップしないように反射方向を変えることになる。
【００８１】
図１２は反射ミラー１３の回転の様子を示す図である。反射ミラー１３は、入力光と出力光とが重ならないようにｚ軸回転する。なお、この回転量は、装置の上位から指示されて駆動することができる。
【００８２】
次に反射ミラー１３について説明する。図２４で上述したように、光ファイバ伝送で波長分散が生じると、短波長側の光と長波長側の光では、受信機における到達時間に差が生じる。
【００８３】
このため、分散補償を行う場合、反射ミラーでは、ＶＩＰＡ板の透過面の上方へ短波長側の戻り光が到達するように反射する。また、ＶＩＰＡ板の透過面の下方へ長波長側の戻り光が到達するように反射する。
【００８４】
このような反射をすれば、短波長の戻り光は、ＶＩＰＡ板内部で多くの回数の多重反射を繰り返してから窓から出力し、長波長の戻り光は、ＶＩＰＡ板内部で少ない回数の多重反射を繰り返してから窓から出力することになるので、波長毎の遅延時間差をなくすことができ、波長分散を補償するものであった。
【００８５】
したがって、反射ミラーにおいては、ＶＩＰＡ板から出射された光を反射する場合、短波長の光に対しては、ＶＩＰＡ板の透過面の上方向へ到達するような、長波長の光に対しては、ＶＩＰＡ板の透過面の下方向へ到達するような、ミラー形状とする必要がある。
【００８６】
図１３は反射パターンを示す図である。ミラー３ａの形状が凸面形状の場合は、方向ｄ１から入射した光は上方向に反射する。また、ミラー３ｂの形状が凹面形状の場合は、同じ方向ｄ１から入射した光は下方向に反射する。
【００８７】
したがって、反射ミラーにおいて、基本的には、ＶＩＰＡ板で回折された短波長の出射光が集光する箇所では、ミラー形状は凸面にし、長波長の出射光が集光する箇所では、ミラー形状は凹面にすればよいことがわかる。
【００８８】
次に反射ミラー１３のミラー形状について説明する。図１４〜図１９は反射ミラー１３のミラー形状パターンを示す図である。図１３の概念にもとづいて設計したミラー形状の各パターンを示している。
【００８９】
図１４の反射ミラー１３ａは、出射光の波長が短い方から長い方に移行する際に、ミラー表面が凸面から凹面に連続して変化するように形成される。なお、図１４〜図１９を通じて、中心波長の光は、ミラー表面の凹凸の変局点に集光する。
【００９０】
図１５の反射ミラー１３ｂは、出射光の波長が短い方から長い方に移行する際に、ミラー表面が強い凸面から弱い凸面に連続して変化するように形成される。このように、ミラー表面に凹凸を付けなくても、ミラー表面全体を凸面にして、短波長から長波長に移行するにつれて、強い凸面から弱い凸面のような形状にしてもよい。
【００９１】
さらに、図１６の反射ミラー１３ｃは、出射光の波長が短い方から長い方に移行する際に、ミラー表面が弱い凹面から強い凹面に連続して変化するように形成される。このように、ミラー表面に凹凸を付けなくても、ミラー表面全体を凹面にして、短波長から長波長に移行するにつれて、弱い凹面から強い凹面のような形状にしてもよい。
【００９２】
一方、図１７の反射ミラー１３ｄは、凹面部分と凸面部分を持ち、中心波長より短い波長の出射光は、凸面部分から反射し、中心波長より長い波長の出射光は、凹面部分から反射する。
【００９３】
また、図１８の反射ミラー１３ｅは、中心波長を超える出射光の波長が長くなるにつれて、平面部分から連続的に凹面部分に変化するように形成する。そして、中心波長より短い波長の出射光は平面部分に入射し、中心波長より長い波長の出射光は凹面部分に入射する。
【００９４】
さらに、図１９の反射ミラー１３ｆは、中心波長を超える出射光の波長が長くなるにつれて、凸面部分から連続的に平面部分に変化するように形成する。そして、中心波長より短い波長の出射光は凸面部分に入射し、中心波長より長い波長の出射光は平面部分に入射する。
【００９５】
（付記１） 波長分波を行う光モジュールにおいて、
入力光を集光して集光ビームを生成するレンズと、
光を高反射する反射面および前記反射面よりも低い反射率を持つ反射膜が蒸着される透過面を備え、前記反射面と前記透過面とで挟まれる内部領域で、入射された前記集光ビームを多重反射させて、前記透過面を介して回折した光を出射する光学部品と、
前記透過面から出射された出射光を反射し、戻り光を生成して前記透過面に再び到達させる反射ミラーと、
を備え、
前記反射膜は、高反射率の高反射膜と低反射率の低反射膜とを含み、
前記出射光と前記戻り光との結合部分が大きくなるように、光強度の高い前記出射光が放出される前記透過面の部分には前記高反射膜を蒸着し、光強度の低い前記出射光が放出される前記透過面の部分には前記低反射膜を蒸着する、
ことを特徴とする光モジュール。
【００９６】
（付記２） 前記出射光は、前記透過面から最初に放出された光強度は最も高く、多重反射を繰り返すにつれて光強度が低くなることによる減衰曲線の振幅分布を有し、
高反射率の前記高反射膜を蒸着することで減衰を緩やかにし、低反射率の前記低反射膜を蒸着することで、前記高反射膜によって放出しきれない光をすべて放出させる、
ことを特徴とする付記１記載の光モジュール。
【００９７】
（付記３） 前記高反射膜は、９８％から９９％の高反射率を有し、前記低反射膜は、９０％から９５％の低反射率を有することを特徴とする付記１記載の光モジュール。
（付記４） 光の波長分散の補償を行う分散補償装置において、
入力してきた入力光と、内部で処理された後の出力光との光路の切り分けを行う光入出力処理部と、
光を高反射する反射面および前記反射面よりも低い反射率を持つ反射膜が蒸着される透過面を備え、光が入出力する窓が前記反射面側に設けられた光学部品と、
前記透過面から出射された出射光を反射し、戻り光を生成して前記透過面の所定の箇所に再び到達させる可動型の反射ミラーと、
前記光入出力処理部と前記光学部品との間に配置して、前記入力光を集光して集光ビームを生成する前段レンズと、
前記光学部品と前記反射ミラーとの間に配置して、前記出射光を前記反射ミラーに集光する後段レンズと、
を備え、
前記光学部品は、前記窓に入射した前記集光ビームを、前記反射面と前記透過面とで挟まれる内部領域で多重反射させて、前記透過面を介して回折した前記出射光を出射し、前記透過面に到達した前記戻り光を、前記内部領域で多重反射させて、分散補償した光を前記出力光として前記窓から出射し、
前記反射膜は、高反射率の高反射膜と低反射率の低反射膜とを含み、
前記出射光と前記戻り光との結合部分が大きくなるように、光強度の高い前記出射光が放出される前記透過面の部分には前記高反射膜を蒸着し、光強度の低い前記出射光が放出される前記透過面の部分には前記低反射膜を蒸着する、
ことを特徴とする分散補償装置。
【００９８】
（付記５） 前記出射光は、前記透過面から最初に放出された光強度は最も高く、多重反射を繰り返すにつれて光強度が低くなることによる減衰曲線の振幅分布を有し、
高反射率の前記高反射膜を蒸着することで減衰を緩やかにし、低反射率の前記低反射膜を蒸着することで、前記高反射膜によって放出しきれない光をすべて放出させる、
ことを特徴とする付記４記載の分散補償装置。
【００９９】
（付記６） 前記高反射膜は、９８％から９９％の高反射率を有し、前記低反射膜は、９０％から９５％の低反射率を有することを特徴とする付記４記載の分散補償装置。
（付記７） 前記光入出力処理部は、３つのポートを持つサーキュレータを含み、前記入力光は、第１のポートに入力して第２のポートから出力して、前記前段レンズへ向かい、前記光学部品から出力された前記出力光は、前記第２のポートに入力して第３のポートから出力することで、光路の切り分けを行うことを特徴とする付記４記載の分散補償装置。
【０１００】
（付記８） 前記光入出力処理部は、前記入力光を伝送する入力側光ファイバと、前記入力側光ファイバと前記前段レンズとの間に配置する入力側レンズと、前記光学部品から戻った前記出力光を伝送する出力側光ファイバと、前記出力側光ファイバと前記前段レンズとの間に配置する出力側レンズとを含み、
前記入力側レンズは、前記入力側光ファイバの出力した前記入力光を前記光学部品に方向づけ、前記出力側レンズは、前記出力光を前記出力側光ファイバに方向づけることで、光路の切り分けを行うことを特徴とする付記４記載の分散補償装置。
【０１０１】
（付記９） 前記光入出力処理部は、前記入力光を伝送する入力側光ファイバと、前記光学部品から戻った前記出力光を伝送する出力側光ファイバと、前記入力側光ファイバおよび前記出力側光ファイバと、前記前段レンズとの間に配置する共通レンズとを含み、
前記共通レンズは、前記入力側光ファイバの出力した前記入力光を前記光学部品に方向づけ、前記光学部品から戻った前記出力光を前記出力側光ファイバに方向づけることで、光路の切り分けを行うことを特徴とする付記４記載の分散補償装置。
【０１０２】
（付記１０） 前記反射ミラーは、前記出射光の波長が短い方から長い方に移行する際に、ミラー表面が凸面から凹面に連続して変化するように形成されることを特徴とする付記４記載の分散補償装置。
【０１０３】
（付記１１） 前記反射ミラーは、前記出射光の波長が短い方から長い方に移行する際に、ミラー表面が強い凸面から弱い凸面に連続して変化するように形成されることを特徴とする付記４記載の分散補償装置。
【０１０４】
（付記１２） 前記反射ミラーは、前記出射光の波長が短い方から長い方に移行する際に、ミラー表面が弱い凹面から強い凹面に連続して変化するように形成されることを特徴とする付記４記載の分散補償装置。
【０１０５】
（付記１３） 前記反射ミラーは、凹面部分と凸面部分を持ち、中心波長より短い波長の前記出射光は、前記凸面部分から反射し、前記中心波長より長い波長の前記出射光は、前記凹面部分から反射することを特徴とする付記４記載の分散補償装置。
【０１０６】
（付記１４） 前記反射ミラーは、中心波長を超える前記出射光の波長が長くなるにつれて、平面部分から連続的に凹面部分に変化するように形成し、
前記中心波長より短い波長の前記出射光は、前記平面部分に入射し、前記中心波長より長い波長の前記出射光は、前記凹面部分に入射することを特徴とする付記４記載の分散補償装置。
【０１０７】
（付記１５） 前記反射ミラーは、中心波長を超える前記出射光の波長が長くなるにつれて、凸面部分から連続的に平面部分に変化するように形成し、
前記中心波長より短い波長の前記出射光は、前記凸面部分に入射し、前記中心波長より長い波長の前記出射光は、前記平面部分に入射することを特徴とする付記４記載の分散補償装置。
【０１０８】
（付記１６） 波長分波を行う光学部品において、
光を高反射する反射面と、
前記反射面よりも低い反射率を持つ反射膜が蒸着される透過面と、
前記反射面側に設けられて、光が入出力する窓と、
を備え、
前記反射面と前記透過面とで挟まれる内部領域で、前記窓から入射された集光ビームを多重反射させて、前記透過面を介して回折した光を出射し、
前記反射膜は、高反射率の高反射膜と低反射率の低反射膜とを含み、
前記透過面から出射した出射光が反射され、戻ってきた戻り光が前記透過面に再び到達する際に、前記出射光と前記戻り光との結合部分が大きくなるように、
光強度の高い前記出射光が放出される前記透過面の部分には前記高反射膜を蒸着し、光強度の低い前記出射光が放出される前記透過面の部分には前記低反射膜を蒸着する、
ことを特徴とする光学部品。
【０１０９】
（付記１７） 前記出射光は、前記透過面から最初に放出された光強度は最も高く、多重反射を繰り返すにつれて光強度が低くなることによる減衰曲線の振幅分布を有し、
高反射率の前記高反射膜を蒸着することで減衰を緩やかにし、低反射率の前記低反射膜を蒸着することで、前記高反射膜によって放出しきれない光をすべて放出させる、
ことを特徴とする付記１６記載の光学部品。
【０１１０】
（付記１８） 前記高反射膜は、９８％から９９％の高反射率を有し、前記低反射膜は、９０％から９５％の低反射率を有することを特徴とする付記１６記載の光学部品。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】光モジュールの原理図である。
【図２】光モジュールの基本概念を説明するための図である。
【図３】光モジュールの特徴を示す模式図である。
【図４】蒸着方法の一例を示す図である。
【図５】出射光と戻り光の振幅分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図６】出射光と戻り光の振幅分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図７】透過特性のシミュレーション結果を示す図である。
【図８】分散補償装置の構成を示す図である。
【図９】分散補償装置の構成を示す図である。
【図１０】分散補償装置の構成を示す図である。
【図１１】分散補償装置の構成を示す図である。
【図１２】反射ミラーの回転の様子を示す図である。
【図１３】反射パターンを示す図である。
【図１４】反射ミラーの形状パターンを示す図である。
【図１５】反射ミラーの形状パターンを示す図である。
【図１６】反射ミラーの形状パターンを示す図である。
【図１７】反射ミラーの形状パターンを示す図である。
【図１８】反射ミラーの形状パターンを示す図である。
【図１９】反射ミラーの形状パターンを示す図である。
【図２０】ＶＩＰＡの基本構成を示す図である。
【図２１】ＶＩＰＡの動作概要を説明するための図である。
【図２２】ＶＩＰＡの干渉条件を示す図である。
【図２３】ＶＩＰＡ板の回折光の次数を示す概念図である。
【図２４】波長分散が生じて正常受信できない状態を説明するための図である。
【図２５】ＶＩＰＡ型分散補償の概念を説明するための図である。
【図２６】ＶＩＰＡ型分散補償の概念を説明するための図である。
【図２７】ＶＩＰＡ板の出射光の振幅分布を示す図である。
【図２８】出射光が反射した後の戻り光の振幅分布を示す図である。
【図２９】戻り光が出射光の反転した分布になることを示す図である。
【図３０】出射光と戻り光との結合部分を示す図である。
【図３１】波長によって戻り光の振幅分布が現れる位置が異なる様子を示す図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１ 光モジュール
１−１ 反射膜
１ａ 高反射膜
１ｂ 低反射膜
１１ａ、１１ｂ レンズ
１２ 光学部品（ＶＩＰＡ板）
１２ａ 反射面
１２ｂ 透過面
１２ｃ 窓
１３ 反射ミラー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長分波を行う光モジュールにおいて、
入力光を集光して集光ビームを生成するレンズと、
光を高反射する反射面および前記反射面よりも低い反射率を持つ反射膜が蒸着される透過面を備え、前記反射面と前記透過面とで挟まれる内部領域で、入射された前記集光ビームを多重反射させて、前記透過面を介して回折した光を出射する光学部品と、
前記透過面から出射された出射光を反射し、戻り光を生成して前記透過面に再び到達させる反射ミラーと、
を備え、
前記反射膜は、高反射率の高反射膜と低反射率の低反射膜とを含み、
前記出射光と前記戻り光との結合部分が大きくなるように、光強度の高い前記出射光が放出される前記透過面の部分には前記高反射膜を蒸着し、光強度の低い前記出射光が放出される前記透過面の部分には前記低反射膜を蒸着する、
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記出射光は、前記透過面から最初に放出された光強度は最も高く、多重反射を繰り返すにつれて光強度が低くなることによる減衰曲線の振幅分布を有し、
高反射率の前記高反射膜を蒸着することで減衰を緩やかにし、低反射率の前記低反射膜を蒸着することで、前記高反射膜によって放出しきれない光をすべて放出させる、
ことを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項３】
光の波長分散の補償を行う分散補償装置において、
入力してきた入力光と、内部で処理された後の出力光との光路の切り分けを行う光入出力処理部と、
光を高反射する反射面および前記反射面よりも低い反射率を持つ反射膜が蒸着される透過面を備え、光が入出力する窓が前記反射面側に設けられた光学部品と、
前記透過面から出射された出射光を反射し、戻り光を生成して前記透過面の所定の箇所に再び到達させる可動型の反射ミラーと、
前記光入出力処理部と前記光学部品との間に配置して、前記入力光を集光して集光ビームを生成する前段レンズと、
前記光学部品と前記反射ミラーとの間に配置して、前記出射光を前記反射ミラーに集光する後段レンズと、
を備え、
前記光学部品は、前記窓に入射した前記集光ビームを、前記反射面と前記透過面とで挟まれる内部領域で多重反射させて、前記透過面を介して回折した前記出射光を出射し、前記透過面に到達した前記戻り光を、前記内部領域で多重反射させて、分散補償した光を前記出力光として前記窓から出射し、
前記反射膜は、高反射率の高反射膜と低反射率の低反射膜とを含み、
前記出射光と前記戻り光との結合部分が大きくなるように、光強度の高い前記出射光が放出される前記透過面の部分には前記高反射膜を蒸着し、光強度の低い前記出射光が放出される前記透過面の部分には前記低反射膜を蒸着する、
ことを特徴とする分散補償装置。
【請求項４】
前記出射光は、前記透過面から最初に放出された光強度は最も高く、多重反射を繰り返すにつれて光強度が低くなることによる減衰曲線の振幅分布を有し、
高反射率の前記高反射膜を蒸着することで減衰を緩やかにし、低反射率の前記低反射膜を蒸着することで、前記高反射膜によって放出しきれない光をすべて放出させる、
ことを特徴とする請求項３記載の分散補償装置。
【請求項５】
前記光入出力処理部は、３つのポートを持つサーキュレータを含み、前記入力光は、第１のポートに入力して第２のポートから出力して、前記前段レンズへ向かい、前記光学部品から出力された前記出力光は、前記第２のポートに入力して第３のポートから出力することで、光路の切り分けを行うことを特徴とする請求項３記載の分散補償装置。
【請求項６】
前記光入出力処理部は、前記入力光を伝送する入力側光ファイバと、前記入力側光ファイバと前記前段レンズとの間に配置する入力側レンズと、前記光学部品から戻った前記出力光を伝送する出力側光ファイバと、前記出力側光ファイバと前記前段レンズとの間に配置する出力側レンズとを含み、
前記入力側レンズは、前記入力側光ファイバの出力した前記入力光を前記光学部品に方向づけ、前記出力側レンズは、前記出力光を前記出力側光ファイバに方向づけることで、光路の切り分けを行うことを特徴とする請求項３記載の分散補償装置。
【請求項７】
前記光入出力処理部は、前記入力光を伝送する入力側光ファイバと、前記光学部品から戻った前記出力光を伝送する出力側光ファイバと、前記入力側光ファイバおよび前記出力側光ファイバと、前記前段レンズとの間に配置する共通レンズとを含み、
前記共通レンズは、前記入力側光ファイバの出力した前記入力光を前記光学部品に方向づけ、前記光学部品から戻った前記出力光を前記出力側光ファイバに方向づけることで、光路の切り分けを行うことを特徴とする請求項３記載の分散補償装置。
【請求項８】
前記反射ミラーは、前記出射光の波長が短い方から長い方に移行する際に、ミラー表面が凸面から凹面に連続して変化するように形成されることを特徴とする請求項３記載の分散補償装置。
【請求項９】
波長分波を行う光学部品において、
光を高反射する反射面と、
前記反射面よりも低い反射率を持つ反射膜が蒸着される透過面と、
前記反射面側に設けられて、光が入出力する窓と、
を備え、
前記反射面と前記透過面とで挟まれる内部領域で、前記窓から入射された集光ビームを多重反射させて、前記透過面を介して回折した光を出射し、
前記反射膜は、高反射率の高反射膜と低反射率の低反射膜とを含み、
前記透過面から出射した出射光が反射され、戻ってきた戻り光が前記透過面に再び到達する際に、前記出射光と前記戻り光との結合部分が大きくなるように、
光強度の高い前記出射光が放出される前記透過面の部分には前記高反射膜を蒸着し、光強度の低い前記出射光が放出される前記透過面の部分には前記低反射膜を蒸着する、
ことを特徴とする光学部品。
【請求項１０】
前記出射光は、前記透過面から最初に放出された光強度は最も高く、多重反射を繰り返すにつれて光強度が低くなることによる減衰曲線の振幅分布を有し、
高反射率の前記高反射膜を蒸着することで減衰を緩やかにし、低反射率の前記低反射膜を蒸着することで、前記高反射膜によって放出しきれない光をすべて放出させる、
ことを特徴とする請求項９記載の光学部品。
【請求項１】
波長分波を行う光モジュールにおいて、
入力光を集光して集光ビームを生成するレンズと、
光を高反射する反射面および前記反射面よりも低い反射率を持つ反射膜が蒸着される透過面を備え、前記反射面と前記透過面とで挟まれる内部領域で、入射された前記集光ビームを多重反射させて、前記透過面を介して回折した光を出射する光学部品と、
前記透過面から出射された出射光を反射し、戻り光を生成して前記透過面に再び到達させる反射ミラーと、
を備え、
前記反射膜は、高反射率の高反射膜と低反射率の低反射膜とを含み、
前記出射光と前記戻り光との結合部分が大きくなるように、光強度の高い前記出射光が放出される前記透過面の部分には前記高反射膜を蒸着し、光強度の低い前記出射光が放出される前記透過面の部分には前記低反射膜を蒸着する、
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記出射光は、前記透過面から最初に放出された光強度は最も高く、多重反射を繰り返すにつれて光強度が低くなることによる減衰曲線の振幅分布を有し、
高反射率の前記高反射膜を蒸着することで減衰を緩やかにし、低反射率の前記低反射膜を蒸着することで、前記高反射膜によって放出しきれない光をすべて放出させる、
ことを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項３】
光の波長分散の補償を行う分散補償装置において、
入力してきた入力光と、内部で処理された後の出力光との光路の切り分けを行う光入出力処理部と、
光を高反射する反射面および前記反射面よりも低い反射率を持つ反射膜が蒸着される透過面を備え、光が入出力する窓が前記反射面側に設けられた光学部品と、
前記透過面から出射された出射光を反射し、戻り光を生成して前記透過面の所定の箇所に再び到達させる可動型の反射ミラーと、
前記光入出力処理部と前記光学部品との間に配置して、前記入力光を集光して集光ビームを生成する前段レンズと、
前記光学部品と前記反射ミラーとの間に配置して、前記出射光を前記反射ミラーに集光する後段レンズと、
を備え、
前記光学部品は、前記窓に入射した前記集光ビームを、前記反射面と前記透過面とで挟まれる内部領域で多重反射させて、前記透過面を介して回折した前記出射光を出射し、前記透過面に到達した前記戻り光を、前記内部領域で多重反射させて、分散補償した光を前記出力光として前記窓から出射し、
前記反射膜は、高反射率の高反射膜と低反射率の低反射膜とを含み、
前記出射光と前記戻り光との結合部分が大きくなるように、光強度の高い前記出射光が放出される前記透過面の部分には前記高反射膜を蒸着し、光強度の低い前記出射光が放出される前記透過面の部分には前記低反射膜を蒸着する、
ことを特徴とする分散補償装置。
【請求項４】
前記出射光は、前記透過面から最初に放出された光強度は最も高く、多重反射を繰り返すにつれて光強度が低くなることによる減衰曲線の振幅分布を有し、
高反射率の前記高反射膜を蒸着することで減衰を緩やかにし、低反射率の前記低反射膜を蒸着することで、前記高反射膜によって放出しきれない光をすべて放出させる、
ことを特徴とする請求項３記載の分散補償装置。
【請求項５】
前記光入出力処理部は、３つのポートを持つサーキュレータを含み、前記入力光は、第１のポートに入力して第２のポートから出力して、前記前段レンズへ向かい、前記光学部品から出力された前記出力光は、前記第２のポートに入力して第３のポートから出力することで、光路の切り分けを行うことを特徴とする請求項３記載の分散補償装置。
【請求項６】
前記光入出力処理部は、前記入力光を伝送する入力側光ファイバと、前記入力側光ファイバと前記前段レンズとの間に配置する入力側レンズと、前記光学部品から戻った前記出力光を伝送する出力側光ファイバと、前記出力側光ファイバと前記前段レンズとの間に配置する出力側レンズとを含み、
前記入力側レンズは、前記入力側光ファイバの出力した前記入力光を前記光学部品に方向づけ、前記出力側レンズは、前記出力光を前記出力側光ファイバに方向づけることで、光路の切り分けを行うことを特徴とする請求項３記載の分散補償装置。
【請求項７】
前記光入出力処理部は、前記入力光を伝送する入力側光ファイバと、前記光学部品から戻った前記出力光を伝送する出力側光ファイバと、前記入力側光ファイバおよび前記出力側光ファイバと、前記前段レンズとの間に配置する共通レンズとを含み、
前記共通レンズは、前記入力側光ファイバの出力した前記入力光を前記光学部品に方向づけ、前記光学部品から戻った前記出力光を前記出力側光ファイバに方向づけることで、光路の切り分けを行うことを特徴とする請求項３記載の分散補償装置。
【請求項８】
前記反射ミラーは、前記出射光の波長が短い方から長い方に移行する際に、ミラー表面が凸面から凹面に連続して変化するように形成されることを特徴とする請求項３記載の分散補償装置。
【請求項９】
波長分波を行う光学部品において、
光を高反射する反射面と、
前記反射面よりも低い反射率を持つ反射膜が蒸着される透過面と、
前記反射面側に設けられて、光が入出力する窓と、
を備え、
前記反射面と前記透過面とで挟まれる内部領域で、前記窓から入射された集光ビームを多重反射させて、前記透過面を介して回折した光を出射し、
前記反射膜は、高反射率の高反射膜と低反射率の低反射膜とを含み、
前記透過面から出射した出射光が反射され、戻ってきた戻り光が前記透過面に再び到達する際に、前記出射光と前記戻り光との結合部分が大きくなるように、
光強度の高い前記出射光が放出される前記透過面の部分には前記高反射膜を蒸着し、光強度の低い前記出射光が放出される前記透過面の部分には前記低反射膜を蒸着する、
ことを特徴とする光学部品。
【請求項１０】
前記出射光は、前記透過面から最初に放出された光強度は最も高く、多重反射を繰り返すにつれて光強度が低くなることによる減衰曲線の振幅分布を有し、
高反射率の前記高反射膜を蒸着することで減衰を緩やかにし、低反射率の前記低反射膜を蒸着することで、前記高反射膜によって放出しきれない光をすべて放出させる、
ことを特徴とする請求項９記載の光学部品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【公開番号】特開２０１０−８４８７（Ｐ２０１０−８４８７Ａ）
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６４５５４（Ｐ２００８−１６４５５４）
【出願日】平成２０年６月２４日（２００８．６．２４）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２４日（２００８．６．２４）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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