光分波器
【課題】ｎ波長多重光をｎ個の異なる波長の光に分波するために必要なフィルタ数を削減した光分波器を得る。（ｎは４以上の整数。）
【解決手段】各波長の中央値より短波長側のｉ個の波長と長波長側のｉ個の波長を透過帯域に含むｍ段のバンドパスフィルタにより、ｎ波長多重光を（ｎ／２）個の２波長多重光に分波し、その後、各波長の中央値より短波長側又は長波長側の波長を透過帯域に含むエッジパスフィルタにより、２波長多重光を各波長の光に分波する。（ｉは１以上ｍ以下の整数、ｍは（（ｎ／２）−１）でｎが奇数の場合は小数点以下切り上げ。）
【解決手段】各波長の中央値より短波長側のｉ個の波長と長波長側のｉ個の波長を透過帯域に含むｍ段のバンドパスフィルタにより、ｎ波長多重光を（ｎ／２）個の２波長多重光に分波し、その後、各波長の中央値より短波長側又は長波長側の波長を透過帯域に含むエッジパスフィルタにより、２波長多重光を各波長の光に分波する。（ｉは１以上ｍ以下の整数、ｍは（（ｎ／２）−１）でｎが奇数の場合は小数点以下切り上げ。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の異なる波長の光が多重化された光信号を伝送する波長分割多重（ＷＤＭ：Waveleｎgth Divisioｎ Multiplexiｎg）光通信システムなどにおいて、波長多重された光信号から各波長の光を分離する光分波器に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバを用いた通信システムにおける通信容量拡張手段の一つとして、複数の異なる波長の光を波長多重し、一本の光ファイバで同時に伝送する波長分割多重（ＷＤＭ）方式がある。波長分割多重方式を用いた光通信の受信器側においては、複数の波長の光信号を含む波長多重信号光から所望の波長の光信号を取り出す光分波器が用いられる。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載されている光分波器は、バンドパスフィルタを用いた反射光学系により構成され、ｎ波長の光信号が多重化された波長多重信号光をｎ−１個のバンドパスフィルタと対応するミラーにより分波する。
【０００４】
この従来の光分波器では、まず、入力用光ファイバの端面から出射される波長λ１〜λ４の４波長多重信号光が、レンズＬ０によりコリメートされた後、バンドパスフィルタＦ１に入射する。バンドパスフィルタＦ１は波長λ１の光を透過し、他の波長λ２〜λ４の光を反射する。バンドパスフィルタＦ１を透過した光はレンズＬ１で集光され、出力用光ファイバの端面に入射する。反射された光はミラーＭ１で折り返され、波長λ２の光を透過するバンドパスフィルタＦ２に入射する。以下同様に透過と反射を繰り返すことにより、波長λ１〜λ４の光信号が順次分波される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１４９４９０号公報（第５〜７頁、図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の光分波器では、ｎ個の波長の光が多重化された波長多重信号光から１波長ずつ順次光を取り出すため、各波長の光に分波するためには（ｎ−１）個のフィルタを用いなければならないという問題があった。
【０００７】
この発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、フィルタの数を削減することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の光分波器は、ｎ個の波長の光が多重化されたｎ波長多重信号光を各波長の光信号に分波する光分波器において、各波長の中央値λ＿ｍｅｄより長波長側で中央値λ＿ｍｅｄに近いｉ個の波長と中央値λ＿ｍｅｄより短波長側で中央値λ＿ｍｅｄに近いｉ個の波長とを含むｍ段のバンドパスフィルタを用いてｎ波長多重信号光を（ｎ／２）個の２波長多重光に分波し、中央値λ＿ｍｅｄにカットオフ波長があるエッジパスフィルタを用いて、２波長多重信号光を各波長の光信号に分波するものである。（ｎは４以上の整数、ｉは１以上ｍ以下の整数、ｍは（（ｎ／２）−１）でｎが奇数の場合は小数点以下切り上げ。）
【発明の効果】
【０００９】
この発明は、ｎ個の波長の光が多重化された波長多重信号光を、（ｎ／２）個のフィルタにより各波長の光に分波する。つまり、従来の１波長ずつ順次取り出す分波器では（ｎ−１）個必要だったフィルタの数を（ｎ／２）個に削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１による光分波器の構成図である。
【図２】誘電体多層膜フィルタの波長透過特性を示すスペクトル図である。
【図３】この発明の実施の形態１による光分波器の別の構成を示す構成図である。
【図４】この発明の実施の形態２による光分波器の構成図である。
【図５】この発明の実施の形態３による光分波器の構成図である。
【図６】誘電体多層膜フィルタの波長透過特性を示すスペクトル図である。
【図７】この発明の実施の形態４による光分波器の構成図である。
【図８】この発明の実施の形態５による光分波器の構成図である。
【図９】この発明の実施の形態６による光分波器の構成図である。
【図１０】フィルタユニットにおける信号光の光路を説明するための説明図である。
【図１１】フィルタユニットにおけるフィルタと反射ミラーの平行からのずれとレンズにおける焦点位置の関係を示すグラフである。
【図１２】フィルタユニットの設置角度がずれたときの信号光の光路を説明するための説明図である。
【図１３】フィルタユニットの設置角度のずれと反射光と透過光とのビーム間隔の関係を示すグラフである。
【図１４】この発明の実施の形態７で用いられるバンドパスフィルタユニットの製造方法を示す模式図である。
【図１５】この発明の実施の形態７で用いられるエッジパスフィルタユニットの製造方法を示す模式図である。
【図１６】実施の形態７で示す方法で製造したバンドパスフィルタを複数個用いる場合の光分波器の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１の構成を図１と図２に従って説明する。
図１は、この発明を実施するための実施の形態１における光分波器の構成を示す図である。図１に示す光分波器は、光ファイバ１、レンズ２、バンドパスフィルタ３、第１の反射ミラー４、エッジパスフィルタ５を有し、光ファイバ１より出射される４波長多重光（異なる４個の波長λ１、λ２、λ３、λ４の光を多重化した光）を、波長λ１、λ２、λ３、λ４の光に分波して出射するものである。
図２は、実施の形態１における光分波器のバンドパスフィルタ３とエッジパスフィルタ５に用いられる誘電体多層膜の透過特性を示すスペクトル図である。横軸は波長であり、４個の波長λ１、λ２、λ３、λ４とこれらの中央値λ＿ｍｅｄ８が示されている。縦軸は誘電体多層膜の透過率を示す。太い実践で示す第１の透過特性６がバンドパスフィルタ３の特性、太い破線で示す第２の透過特性７がエッジパスフィルタ５の特性を示している。
【００１２】
図１を参照して、４波長多重光を分波する光分波器の構成について説明する。
光ファイバ１は、波長λ１〜λ４の光が多重化された４波長多重光を端面より出射する。光ファイバ１の端面の前方には、レンズ２が配置されており、レンズ２は、光ファイバ１より出射された光をコリメート（平行化）する。レンズ２によりコリメートされた光はバンドパスフィルタ３へ入射する。
【００１３】
バンドパスフィルタ３は、図２に示す第１の透過特性６の誘電体多層膜３ｂをガラス基板３ａ上に成膜することにより、１段分形成される。第１の透過特性６の誘電体多層膜３ｂは、４個の異なる波長λ１、λ２、λ３、λ４の中央値λ＿ｍｅｄ８より短波長側の１個の波長λ２と長波長側の１個の波長λ３を含む透過波長帯域を有している。そのため、バンドパスフィルタ３は、入射した４波長多重光のうち、透過波長帯域に含まれる波長λ２とλ３の光を透過し、透過波長帯域に含まれない波長λ１とλ４の光、つまり、入射した４波長多重光からバンドパスフィルタ３を透過した光を除いた残りの光を反射する。
バンドパスフィルタ３を透過した光は、エッジパスフィルタ５に入射する。また、バンドパスフィルタ３により反射された光は、第１の反射ミラー４に入射する。
なお、多重化される波長の数がｎ個の場合、短波長側から数えて（ｎ／２）番目の波長と、長波長側から数えて（ｎ／２）番目の波長との間の波長を中央値λ＿ｍｅｄ８とする。ｎが奇数の場合には、短波長側、または長波長側のいずれか一方の（ｎ／２）の演算結果を切り上げて整数化し、他方を切り捨てて整数化する。（ｎは４以上の整数。以下同様。）
【００１４】
第１の反射ミラー４は、光反射膜４ｂをガラス基板４ａ上に成膜して形成される。そして、第１の反射ミラー４は、バンドパスフィルタ３により反射された光を、バンドパスフィルタ３を透過した光と略平行になるように折り返す。第１の反射ミラー４により折り返された光は、エッジパスフィルタ５に入射する。
第１の反射ミラー４は、図示していない固定部に予め固定されている。
【００１５】
エッジパスフィルタ５は、図２に示す第２の透過特性７の誘電体多層膜５ｂをガラス基板５ａ上に成膜して形成される。第２の透過特性７の誘電体多層膜は、中央値λ＿ｍｅｄ８より短波長側の波長λ１とλ２を含む透過波長帯域を有している。そのため、エッジパスフィルタ５は、入射した光のうち中央値λ＿ｍｅｄ８より短波長側の波長λ１とλ２の光を透過し、長波長側の波長λ３とλ４の光を反射する。
【００１６】
バンドパスフィルタ３とエッジパスフィルタ５は、光の方向を確認しながら、固定されている第１の反射ミラー４に対する位置、および角度を調節するアクティブ調芯を行った後、図示していない光透過部材に固定される。
位置、および角度の調整は、具体的には、例えば、バンドパスフィルタ３により反射された光が、第１の反射ミラー４に入射するよう、バンドパスフィルタ３の位置や角度を調整する。また、バンドパスフィルタ３を透過した光と、バンドパスフィルタ３により反射された後に第１の反射ミラー４で折り返された光とが、エッジパスフィルタ５に入力するよう、バンドパスフィルタ３とエッジパスフィルタ５の位置や角度を調整する。
【００１７】
図１は、アクティブ調芯後の各フィルタの状態の一例を表しており、バンドパスフィルタ３とエッジパスフィルタ５と第１の反射ミラー４が全て互いに平行に配置されている。しかし、各フィルラやミラーを製造する際のガラス基板の切り出し角度の精度や、誘電体多層膜の成膜状態により、バンドパスフィルタ３とエッジパスフィルタ５と第１の反射ミラー４が、互いに平行でない場合もある。
【００１８】
次に、光分波器の動作について説明する。
光ファイバ１の端面から出射された波長λ１〜λ４の４波長多重光は、レンズ２によりコリメートされ、バンドパスフィルタ３に入射する。
【００１９】
バンドパスフィルタ３に入射した波長λ１〜λ４の４波長多重光のうち、波長λ２とλ３の光からなる２波長多重光は、バンドパスフィルタ３を透過してエッジパスフィルタ５に入射し、残りの波長λ１とλ４の光は、バンドパスフィルタ３により反射される。
【００２０】
バンドパスフィルタ３により反射された波長λ１とλ４の光は、バンドパスフィルタ３を透過した２波長多重光と略平行になるよう第１の反射ミラー４により折り返された後、エッジパスフィルタ５に入射する。
【００２１】
バンドパスフィルタ３を透過してエッジパスフィルタ５に入射した波長λ２とλ３の光からなる２波長多重光のうち、波長λ２の光はエッジパスフィルタ５を透過し、波長λ３の光はエッジパスフィルタ５により反射される。
また、第１の反射ミラー４により折り返されてエッジパスフィルタ５に入射した波長λ１とλ４の光からなる２波長多重光のうち、波長λ１の光はエッジパスフィルタ５を透過し、波長λ４の光はエッジパスフィルタ５により反射される。
その結果、エッジパスフィルタ５から異なる４つの波長λ１〜λ４の光が分波して出射される。
【００２２】
エッジパスフィルタ５より出射される各波長の光は、図示していないレンズにより、出力用の光ファイバの端面や受光素子の受光部に集光される。
【００２３】
なお、図１に示した光分波器は、バンドパスフィルタ３により反射された２波長多重光を第１の反射ミラー４により折り返す構成とした。しかし、図３を参照して、バンドパスフィルタ３を透過した２波長多重光を、バンドパスフィルタ３で反射された２波長多重光と略平行になるよう第１の反射ミラー１０４により折り返し、バンドパスフィルタ３で反射された２波長多重光と共にエッジパスフィルタ１０５に入射させる構成としてもよい。ここで用いられるエッジパスフィルタ１０５は、エッジパスフィルタ５と同様に、図２に示す第２の透過特性７の誘電体多層膜１０５ｂをガラス基板１０５ａ上に成膜して形成される。
【００２４】
また、図１および図３に示すエッジパスフィルタ５、１０５は、図２に示す第２の透過特性７の誘電体多層膜により形成されるとした。しかし、エッジパスフィルタに入射する多重光を中央値λ＿ｍｅｄ８より短波長側の波長の光と長波長側の波長の光に分波することが可能であればよいので、例えば、図２に太い一点鎖線により示す第３の透過特性９のように、中央値λ＿ｍｅｄ８より長波長側の波長λ３とλ４を含む透過波長帯域を有する誘電体多層膜を用いて形成してもよい。
【００２５】
なお、第１の反射ミラーの配置位置やエッジパスフィルタの特性は、分波後の各波長λ１〜λ４の光を出射させたい方向に応じて適宜選択すればよい。
【００２６】
以上のように構成された光分波器においては、まず、４個の異なる波長λ１〜λ４が多重化された４波長多重光を、バンドパスフィルタ３により、各波長の中央値より長波長側の波長と短波長側の波長の光からなる２個の２波長多重光に分波する。その後、２波長多重光を、エッジパスフィルタ５により、各波長の光に分波する。つまり、従来の光分波器では４波長多重光の分波に３個必要だったフィルタを２個に削減することができる。
その結果、光の出射方向を確認しながら、固定された反射ミラーに対する位置や角度をフィルタ毎に調整するアクティブ調芯の回数を３回から２回に削減することが可能になる。
【００２７】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２の構成を図４に従って説明する。
図４は、この発明を実施するための実施の形態２における分波器の構成を示す図である。図４に示す光分波器は、エッジパスフィルタ５により反射された光が入射する位置に第２の反射ミラー２０９を設けた点が図１に示す実施の形態1の光分波器と異なる。
【００２８】
第２の反射ミラー２０９は、光反射膜２０９ｂをガラス基板２０９ａ上に成膜して形成される。そして、第２の反射ミラー２０９は、エッジパスフィルタ５により反射された光が入射する位置に設けられ、エッジパスフィルタ５により反射された光を、エッジパスフィルタ５を透過した光と略平行になるように折り返す。第２の反射ミラー２０９により折り返された光と、エッジパスフィルタ５を透過した光は、図示していないレンズにより、出力用の光ファイバの端面や受光素子の受光部に集光される。
また、第２の反射ミラー２０９は、図示していない固定部に予め固定されている。
【００２９】
なお、第２の反射ミラー２０９は第１の反射ミラー４と同様、光反射膜２０９ｂをガラス基板２０９ａ上に成膜して形成される。第１の反射ミラー４と第２の反射ミラー２０９は別のもとして構成されているがこれらは一体化されていてもよい。
【００３０】
このように構成される光分波器においては、分波後の各波長の光を同一方向に出射することができる。そのため、分波後の各波長の光を集光するレンズや、出射する出力用ファイバまたは受光素子をまとめて配置できるため、各光学部品の配置が容易になる。
【００３１】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３の構成を図５と図６に従って説明する。
この発明の実施の形態１、２では、４波長多重光を分波する光分波器の構成について説明したが、４波長以上の多重光であれば同様の効果を得ることができる。そこで、実施の形態３では、異なる６個の波長λ１〜λ６の光を多重化した６波長多重光を各波長に分波する光分波器の構成について説明した後、ｎ波長多重光を各波長に分波する光分波器の構成について説明する。
【００３２】
図５は、この発明の実施の形態３における分波器の構成を示す図である。図５に示す光分波器は、光ファイバ１、レンズ２、透過波長帯が異なる第１段、第２段の２つのバンドパスフィルタ３０３、３１３、第１の反射ミラー３０４、エッジパスフィルタ３０５を有し、光ファイバ１より出射される６波長多重光を、波長λ１〜λ６の光に分波して出力するものである。
図６は、この発明の実施の形態３における光分波器のバンドパスフィルタ３０３、３１３とエッジパスフィルタ３０５に用いられる誘電体多層膜の透過特性を示すスペクトル図である。横軸は波長であり、６個の波長λ１〜λ６とこれらの中央値λ＿ｍｅｄ３０８が示されている。縦軸は誘電体多層膜の透過率を示す。
【００３３】
図５を参照して、６波長多重光を分波する光分波器の構成について説明する。
光ファイバ１は、波長λ１〜λ６の光が多重化された６波長多重光を端面より出射する。光ファイバ１の端面の前方に配置されたレンズ２によりコリメートされた光は第１のバンドパスフィルタ３０３へ入射する。
【００３４】
第１段のバンドパスフィルタ３０３は、図６に細い実線により示す第１の透過特性３０６の誘電体多層膜３０３ｂをガラス基板３０３ａ上に成膜して形成される。第１の透過特性３０６の誘電体多層膜３０３ｂは、６個の異なる波長λ１〜λ６の中央値λ＿ｍｅｄ３０８より短波長側の１個の波長λ３と長波長側の１個の波長λ４を含む透過波長帯域を有している。
第１段のバンドパスフィルタ３０３を透過した２波長多重光はエッジパスフィルタ３０５に入射する。第１のバンドパスフィルタ３０３により反射された光は第１の反射ミラー３０４により折り返されて第２段のバンドパスフィルタ３１３に入射する。
【００３５】
第２段のバンドパスフィルタ３１３は、図６に太い実線により示す第２の透過特性３１６の誘電体多層膜３１３ｂをガラス基板３１３ａ上に成膜して形成される。第２の透過特性３１６の誘電体多層膜３１３ｂは、６個の異なる波長λ１〜λ６の中央値λ＿ｍｅｄ３０８より短波長側の２個の波長λ２、λ３と長波長側の２個の波長λ４、λ５を含む透過波長帯域を有している。
第２段のバンドパスフィルタ３１３を透過した２波長多重光はエッジパスフィルタ３０５に入射し、第２段のバンドパスフィルタ３１３により反射された光は、第１の反射ミラー３０４により折り返されてエッジパスフィルタ３０５に入射する。
【００３６】
第１段の反射ミラー３０４は、光反射膜３０４ｂをガラス基板３０４ａ上に成膜して形成され、第１段のバンドパスフィルタ３０３により反射された光を、第１段のバンドパスフィルタ３０３を透過した２波長多重光と略平行になるように折り返す。同様に、第２段のバンドパスフィルタ３１３により反射された光を、第２段のバンドパスフィルタ３１３を透過した２波長多重光と略平行になるように折り返す。
第１の反射ミラー３０４は、図示していない固定部に予め固定されている。
【００３７】
エッジパスフィルタ３０５は、図６に破線により示す第３の透過特性３０７の誘電体多層膜３０５ｂをガラス基板３０５ａ上に成膜して形成される。第３の透過特性３０７の誘電体多層膜３０５ｂは、中央値λ＿ｍｅｄ３０８より短波長側の波長λ１〜λ３を含む透過波長帯域を有している。
【００３８】
第１段、第２段のバンドパスフィルタ３０３、３１３とエッジパスフィルタ３０５は、光の方向を確認しながら、固定されている第１の反射ミラー３０４に対するそれぞれの位置、および角度を調節するアクティブ調芯を行った後、図示していない光透過部材に固定される。
位置、および角度の調整は、具体的には、例えば、第１段、第２段のバンドパスフィルタ３０３、３１３により反射された光が第１の反射ミラー３０４に入射するよう、第１段、第２段のバンドパスフィルタ３０３、３１３の位置や角度を調整する。また、第１段、第２段のバンドパスフィルタ３０３、３１３を透過した光と、第２段のバンドパスフィルタ３１３により反射された後に第１の反射ミラー３０４で折り返された光とが、エッジパスフィルタ３０５に入力するよう、第１段、第２段のバンドパスフィルタ３０３、３１３とエッジパスフィルタ３０５の位置や角度を調整する。
【００３９】
図５は、アクティブ調芯後の各フィルタの状態の一例を表しており、第１段、第２段のバンドパスフィルタ３０３、３１３とエッジパスフィルタ３０５と第１の反射ミラー３０４とが、全て互いに平行に配置されている。しかし、各フィルラやミラーを製造する際のガラス基板の切り出し角度の精度や、誘電体多層膜の成膜状態により、第１段、第２段のバンドパスフィルタ３０３、３１３とエッジパスフィルタ３０５と第１の反射ミラー３０４とが、互いに平行でない場合もある。
また、図５では、第１段、第２段のバンドパスフィルタ３０３、３１３が、同一直線上に配置されている。しかし、第１段、第２段のバンドパスフィルタ３０３、３１３により反射された光が第１の反射ミラー３０４に入射し、第１段、第２段のバンドパスフィルタ３０３、３１３を透過した光と、第２段のバンドパスフィルタ３１３により反射された後に第１の反射ミラー３０４で折り返された光とが、エッジパスフィルタ３０５に入力するならば、必ずしも第１段、第２段のバンドパスフィルタ３０３、３１３を同一直線上に配置する必要はない。
【００４０】
なお、図５では、第１段のバンドパスフィルタ３０３により反射された光と第２段のバンドパスフィルタ３１３により反射された光が、第１の反射ミラー３０４により折り返される構成を示した。しかし、第１の反射ミラー３０４を２つに分割し、第１段、第２段のバンドパスフィルタ３０３、３１３により反射された光が、異なる反射ミラーにより折り返される構成としてもよい。
【００４１】
次に、光分波器の動作について説明する。
光ファイバ１の端面から出射された波長λ１〜λ６の６波長多重光は、レンズ２によりコリメートされ、第１段のバンドパスフィルタ３０３へ入射する。
【００４２】
第１段のバンドパスフィルタ３０３に入射した波長λ１〜λ６の６波長多重光のうち、波長λ３とλ４の光からなる第１の２波長多重光は、第１段のバンドパスフィルタ３０３を透過してエッジパスフィルタ３０５へ入射し、残りの波長λ１、λ２、λ５、λ６の光は、第１段のバンドパスフィルタ３０３により反射される。
【００４３】
第１段のバンドパスフィルタ３０３により反射された波長λ１、λ２、λ５、λ６の光は、第１段のバンドパスフィルタ３０３を透過した第１の２波長多重光と略平行になるよう第１の反射ミラー３０４により折り返された後、第２段のバンドパスフィルタ３１３へ入射する。
【００４４】
第２段のバンドパスフィルタ３１３に入射した波長λ１、λ２、λ５、λ６の光のうち、波長λ２とλ５の光からなる第２の２波長多重光は、第２段のバンドパスフィルタ３１３を透過してエッジパスフィルタ３０５へ入射し、残りの波長λ１、λ６の光は、第２段のバンドパスフィルタ３１３により反射される。
【００４５】
第２段のバンドパスフィルタ３１３により反射された波長λ１、λ６の光からなる第３の２波長多重光は、第２段のバンドパスフィルタ３１３を透過した第２の２波長多重光と略平行になるよう第１の反射ミラー３０４により折り返された後、エッジパスフィルタ３０５へ入射する。
【００４６】
第１段のバンドパスフィルタ３０３を透過してエッジパスフィルタ３０５に入射した波長λ３とλ４の光からなる第１の２波長多重光のうち、波長λ３の光はエッジパスフィルタ３０５を透過し、波長λ４の光はエッジパスフィルタ３０５により反射される。
また、第２段のバンドパスフィルタ３１３を透過してエッジパスフィルタ３０５に入射した波長λ２とλ５の光からなる第２の２波長多重光のうち、波長λ２の光はエッジパスフィルタ３０５を透過し、波長λ５の光はエッジパスフィルタ３０５により反射される。
更に、第１の反射ミラー３０４により最後に折り返されてエッジパスフィルタ３０５に入射した波長λ１とλ６の光からなる第３の２波長多重光のうち、波長λ１の光はエッジパスフィルタ３０５を透過し、波長λ６の光はエッジパスフィルタ３０５により反射される。
その結果、エッジパスフィルタ３０５から異なる６つの波長λ１〜λ６の光が分波して出射される。
【００４７】
エッジパスフィルタ３０５より出射される各波長の光は、図示していないレンズにより、出力用の光ファイバの端面や受光素子の受光部に集光される。
【００４８】
なお、図５に示すエッジパスフィルタ３０５は、図６に示す第３の透過特性３０７の誘電体多層膜により形成されるとした。しかし、エッジパスフィルタに入射する多重光を中央値λ＿ｍｅｄ３０８より短波長側の波長の光と長波長側の波長の光に分波することが可能であればよいので、例えば、図６に太い一点鎖線により示す第４の透過特性３０９のように、中央値λ＿ｍｅｄ３０８より長波長側の波長λ４〜λ６を含む透過波長帯域を有する誘電体多層膜を用いて形成してもよい。
【００４９】
以上のように構成された光分波器は、まず、６個の異なる波長λ１〜λ６が多重化された６波長多重光を、２個のバンドパスフィルタ３０３、３１３により、第１〜第３の２波長多重光に分波する。その後、各２波長多重光を、同一のエッジパスフィルタ３０５により、各波長の光に分波する。つまり、従来の光分波器では６波長多重光の分波に５個必要だったフィルタを３個に削減することができる。
その結果、実施の形態１、２と同様に、光の出射方向を確認しながら位置を調整するアクティブ調芯の回数を５回から３回に削減することが可能になる。
【００５０】
また、多重化された波長の数が奇数の場合でも、同様の効果が得られる。例えば、図５に示す構成の光分波器において、光ファイバ１から５波長多重光を出射する。すると、まず、５波長多重光は、２個のバンドパスフィルタ３０３、３１３により、２個の２波長多重光と残りの１波長の光に分派される。その後、２個の２波長多重光は、エッジパスフィルタ３０５により、各波長の光に分派される。つまり、従来の光分波器では５波長多重光の分波に４個必要だったフィルタを３個に削減することができる。
【００５１】
なお、ｎ個の異なる波長が多重化されたｎ波長多重光を分波するために、この発明の光分波器に設けられたバンドパスフィルタの数をｍ個とすると、これまでに、（ｎ＝４、ｍ＝１）、（ｎ＝５、ｍ＝２）、（ｎ＝６、ｍ＝２）の場合の各実施の形態を説明した。これらの実施の形態からｎとｍの関係を一般化すると、数１のようになる。（ただしｎが奇数の場合、ｍは小数点以下切り上げとする。）
【００５２】
【数１】
【００５３】
光分波器に備えられたｍ段のバンドパスフィルタは、段毎に異なる透過波長帯域を有し、ｉ段目のバンドパスフィルタは、多重化された２個の波長の中央値より長波長側のｉ個の波長と短波長側のｉ個の波長を含む透過波長帯域を有するものとする。つまり、１段毎に、透過波長帯域に含まれる波長の数が２個ずつ増加する。（ｉは１以上ｍ以下の整数。）
【００５４】
そして、１段目のバンドパスフィルタにはｎ波長多重光が入射し、２段目以降のバンドパスフィルタには前段のバンドパスフィルタにより反射された光が順次入射されるように配置されている。
【００５５】
光分波器をこのように構成することにより、ｎ波長多重光は、ｍ段のバンドパスフィルタを透過したｍ個の２波長多重光と、最終段のバンドパスフィルタにより反射された残りの光に分波される。
【００５６】
更に、ｍ個の２波長多重光と最終段のバンドパスフィルタにより反射された残りの光は、１個のエッジパスフィルタにより１波長の光に分波される。
【００５７】
以上のことから、ｎ波長多重光を分波するために必要なフィルタは、バンドパスフィルタｍ個とエッジパスフィルタ１個、つまりｍ＋１＝（ｎ／２）個となる。
【００５８】
よって、この発明の各実施の形態の構成によると、ｎ波長多重光を分波するために必要なフィルタ数を、従来の１波長ずつ分波する場合の（ｎ−１）個から（ｎ／２）個に削減することが可能である。
【００５９】
実施の形態４．
【００６０】
この発明の実施の形態４の構成を図６と図７に従って説明する。
実施の形態３では、２段のバンドパスフィルタを備えた光分波器において、透過波長帯域の狭いバンドパスフィルタから順に、レンズ２によりコリメートされた光が入射する構成について説明した。しかし、バンドパスフィルタの配置はこれに限らない。実施の形態４では、レンズ２によりコリメートされた光が、透過波長帯域の広いバンドパスフィルタから順に入射するよう構成された光分波器について説明する。
【００６１】
図７は、この発明の実施の形態４における分波器の構成を示す図である。図７に示す光分波器は、光ファイバ１、レンズ２、透過波長帯が異なる２つのバンドパスフィルタ４０３、４１３、第１の反射ミラー４０４、エッジパスフィルタ４０５を有し、光ファイバ１より出射される６波長多重光を、波長λ１〜λ６の光に分波して出力するものである。
【００６２】
図７を参照して、６波長多重光を分波する光分波器の構成について説明する。
光ファイバ１は、波長λ１〜λ６の光が多重化された６波長多重光を端面より出射する。光ファイバ１の端面の前方に配置されたレンズ２によりコリメートされた光は第１段のバンドパスフィルタ４０３へ入射する。
【００６３】
第１段のバンドパスフィルタ４０３は、図６に示す第２の透過特性３１６の誘電体多層膜４０３ｂをガラス基板４０３ａ上に成膜して形成される。第１の透過特性３１６の誘電体多層膜４０３ｂは、６個の異なる波長λ１〜λ６の中央値λ＿ｍｅｄ３０８より短波長側の２個の波長λ２、λ３と長波長側の２個の波長λ４、λ５を含む透過波長帯域を有している。
第１段のバンドパスフィルタ４０３により反射された光は、エッジパスフィルタ４０５に入射する。また、第１段のバンドパスフィルタ４０３を透過した光は、第１の反射ミラー４０４により折り返されて第２段のバンドパスフィルタ４１３に入射する。
【００６４】
第２段のバンドパスフィルタ４１３は、図６に示す第１の透過特性３０６の誘電体多層膜４１３ｂをガラス基板４１３ａ上に成膜して形成される。第１の透過特性３０６の誘電体多層膜４１３ｂは、６個の異なる波長λ１〜λ６の中央値λ＿ｍｅｄ３０８より短波長側の１個の波長λ３と長波長側の１個の波長λ４を含む透過波長帯域を有している。
第２段のバンドパスフィルタ４１３を透過した光は、エッジパスフィルタ４０５に入射する。また、第２段のバンドパスフィルタ３１３により反射された光は、第１の反射ミラー４０４により折り返されてエッジパスフィルタ４０５入射する。
【００６５】
第１の反射ミラー４０４は、光反射膜４０４ｂをガラス基板４０４ａ上に成膜して形成され、第１段のバンドパスフィルタ４０３を透過した光を、第１段のバンドパスフィルタ４０３により反射された光と略平行になるように折り返す。同様に、第２段のバンドパスフィルタ４１３により反射された光を、第２段のバンドパスフィルタ４１３を透過した光と略平行になるように折り返す。
また、第１の反射ミラー４０４は、図示していない固定部に予め固定されている。
【００６６】
エッジパスフィルタ４０５は、図６に示す第３の透過特性３０７の誘電体多層膜４０５ｂをガラス基板４０５ａ上に成膜して形成される。第３の透過特性３０７の誘電体多層膜は、中央値λ＿ｍｅｄ３０８より短波長側の波長λ１〜λ３を含む透過波長帯域を有している。
【００６７】
第１段、第２段のバンドパスフィルタ４０３、４１３とエッジパスフィルタ４０５は、光の方向を確認しながら、固定されている第１の反射ミラー４０４に対するそれぞれの位置、および角度を調節するアクティブ調芯を行った後、図示していない光透過部材に固定される。
位置、および角度の調整は、具体的には、例えば、第１段のバンドパスフィルタ４０３を透過した光と、第２段のバンドパスフィルタ４１３により反射された光とが、第１の反射ミラー３０４に入射するよう、第１段、第２段のバンドパスフィルタ４０３、４１３の位置や角度を調整する。また、第１段のバンドパスフィルタ４０３により反射された光と、第２段のバンドパスフィルタ４１３を透過した光と、第２段のバンドパスフィルタ４１３により反射された後に第１の反射ミラー４０４で折り返された光とが、エッジパスフィルタ４０５に入力するよう、第１段、第２段のバンドパスフィルタ４０３、４１３とエッジパスフィルタ４０５の位置や角度を調整する。
【００６８】
図７は、アクティブ調芯後の各フィルタの状態の一例を表しており、第１段、第２段のバンドパスフィルタ４０３、４１３とエッジパスフィルタ４０５と第１の反射ミラー４０４とが、全て互いに平行に配置されている。しかし、各フィルラやミラーを製造する際のガラス基板の切り出し角度の精度や、誘電体多層膜の成膜状態により、第１段、第２段のバンドパスフィルタ４０３、４１３とエッジパスフィルタ４０５と第１の反射ミラー４０４とが、互いに平行でない場合もある。
また、図７では、第１段、第２段のバンドパスフィルタ４０３、４１３が、同一直線上に配置されている。しかし、第１段のバンドパスフィルタ４０３を透過した光と、第２段のバンドパスフィルタ４１３により反射された光が第１の反射ミラー４０４に入射し、第１段のバンドパスフィルタ４０３により反射された光と第２段のバンドパスフィルタ４１３を透過した光と第２段のバンドパスフィルタ４１３により反射された後に第１の反射ミラー４０４で折り返された光とがエッジパスフィルタ４０５に入力するならば、必ずしも第１段、第２段のバンドパスフィルタ４０３、４１３を同一直線上に配置する必要はない。
【００６９】
次に、光分波器の動作について説明する。
光ファイバ１の端面から出射された波長λ１〜λ６の６波長多重光は、レンズ２によりコリメートされ、第１段のバンドパスフィルタ４０３へ入射する。
【００７０】
第１段のバンドパスフィルタ４０３に入射した波長λ１〜λ６の６波長多重光のうち、波長λ１とλ６の光からなる第１の２波長多重光は、第１段のバンドパスフィルタ４０３により反射されてエッジパスフィルタ４０５へ入射し、残りの波長λ２〜λ５の光は、第１段のバンドパスフィルタ４０３を透過する。
【００７１】
第１段のバンドパスフィルタ４０３を透過した波長λ２〜λ５の光は、第１段のバンドパスフィルタ４０３により反射された第１の２波長多重光と略平行になるよう第１の反射ミラー４０４により折り返された後、第２段のバンドパスフィルタ４１３へ入射する。
【００７２】
第２段のバンドパスフィルタ４１３に入射した波長λ２〜λ５光のうち、波長λ３とλ４の光からなる第２の２波長多重光は、第２段のバンドパスフィルタ４１３を透過してエッジパスフィルタ３０５へ入射し、残りの波長λ２、λ５の光は、第２段のバンドパスフィルタ４１３により反射される。
【００７３】
第２段のバンドパスフィルタ４１３により反射された波長λ２、λ５の光からなる第３の２波長多重光は、第２段のバンドパスフィルタ４１３を透過した第２の２波長多重光と略平行になるよう第１の反射ミラー４０４により折り返された後、エッジパスフィルタ４０５へ入射する。
【００７４】
第１段のバンドパスフィルタ４０３により反射されてエッジパスフィルタ４０５に入射した波長λ１とλ６の光からなる第１の２波長多重光のうち、波長λ１の光はエッジパスフィルタ４０５を透過し、波長λ６の光はエッジパスフィルタ４０５により反射される。
また、第２段のバンドパスフィルタ４１３を透過してエッジパスフィルタ４０５に入射した波長λ３とλ４の光からなる第２の２波長多重光のうち、波長λ３の光はエッジパスフィルタ４０５を透過し、波長λ４の光はエッジパスフィルタ４０５により反射される。
更に、第１の反射ミラー４０４により最後に折り返されてエッジパスフィルタ４０５に入射した波長λ２とλ５の光からなる第３の２波長多重光のうち、波長λ２の光はエッジパスフィルタ４０５を透過し、波長λ５の光はエッジパスフィルタ４０５により反射される。
その結果、エッジパスフィルタ４０５から異なる６つの波長λ１〜λ６の光が分波して出射される。
【００７５】
エッジパスフィルタ４０５より出射される各波長の光は、図示していないレンズにより、出力用の光ファイバの端面や受光素子の受光部に集光される。
【００７６】
なお、図７に示すエッジパスフィルタ４０５は、図６に示す第３の透過特性３０７の誘電体多層膜により形成されるとした。しかし、エッジパスフィルタに入射する多重光を中央値λ＿ｍｅｄ３０８より短波長側の波長の光と長波長側の波長の光に分波することが可能であればよいので、例えば、図６に太い一点鎖線により示す第４の透過特性３０９のように、中央値λ＿ｍｅｄ３０８より長波長側の波長λ４〜λ６を含む透過波長帯域を有する誘電体多層膜を用いて形成してもよい。
【００７７】
以上のように、この発明の実施の形態４における光分波器は、複数の透過波長帯域が異なるバンドパスフィルタが透過波長帯域の広い順に配置される構成となっている。このような構成においても、従来６波長多重光を分波するために５個必要だったフィルタの枚数を３個に削減することができるという実施の形態３と同様の効果が得られる。
【００７８】
また、この発明の光分波器は、まず、光分波器にｍ段備えられているバンドパスフィルタにより、ｎ波長多重光を各波長の中央値より長波長側の１個の波長の光と短波長側の１個の波長の光からなるｍ個の２波長多重光と残りの光に分波し、その後、各波長の中央値にカットオフ波長を有するエッジパスフィルタにより、ｍ個の２波長多重光と残りの光を各波長の光に分波することを特徴とする。
そのため、バンドパスフィルタに入射した光から、各波長の中央値より長波長側の１個の波長の光と短波長側の１個の波長の光からなる２波長多重光を、反射、または透過により分波することが可能ならば、バンドパスフィルタの配置順はこの限りではない。
よって、例えば、８波長以上の多重光を分波する場合には、透過波長帯域の広いバンドパスフィルタと狭いバンドパスフィルタを交互に配置する構成としても、実施の形態３と同様の効果が得られる。
【００７９】
実施の形態５．
この発明の実施の形態５の構成を図６と図８に従って説明する。
この発明の実施の形態１〜４では、バンドパスフィルタにおいて反射または透過された光を、第１の反射ミラーにより折り返し、次段のバンドパスフィルタに入力させる構成の光分波器について説明したが、第１の反射ミラーは必ずしも必要ではない。そこで、実施の形態５では、第１の反射ミラーを備えていない光分波器の構成について説明する。
【００８０】
図８は、この発明を実施するための実施の形態５における分波器の構成を示す図である。図８に示す光分波器は、光ファイバ１、レンズ２、透過波長帯が異なる２つのバンドパスフィルタ５０３、５１３、２つのエッジパスフィルタ５０５、５１５を有し、光ファイバ１より出射される６波長多重光を、波長λ１〜λ６の光に分波して出力するものである。
【００８１】
図８を参照して、第１の反射ミラーを用いない光分波器の構成について説明する。
光ファイバ１は、波長λ１〜λ６の光が多重化された６波長多重光を端面より出射する。光ファイバ１の端面の前方に配置されたレンズ２によりコリメートされた光は第１段のバンドパスフィルタ５０３へ入射する。
【００８２】
第１段のバンドパスフィルタ５０３は、図６に太い実線で示す第２の透過特性３１６の誘電体多層膜５０３ｂをガラス基板５０３ａ上に成膜して形成される。
第１段のバンドパスフィルタ５０３を透過した光は、第２段のバンドパスフィルタ５１３に入射する。また、第１段のバンドパスフィルタ５０３により反射された光は、第１段のエッジパスフィルタ５０５に入射する。
【００８３】
第２段のバンドパスフィルタ５１３は、図６に細い実線で示す第１の透過特性３０６の誘電体多層膜５１３ｂをガラス基板５１３ａ上に成膜して形成される。
第２段のバンドパスフィルタ５１３を透過した光は、第２のエッジパスフィルタ５１５に入射する。また、第１段のバンドパスフィルタ５０３により反射された光は、第１のエッジパスフィルタ５０５に入射する。
【００８４】
第１、第２のエッジパスフィルタ５０５、５１５は、図６に示す第３の透過特性３０７の誘電体多層膜５０５ｂ、５１５ｂをガラス基板５０５ａ、５０５ａ上に成膜して形成される。
【００８５】
第１段、第２段のバンドパスフィルタ５０３、５１３と第１、第２のエッジパスフィルタ５０５、５１５は、光が所望の位置を通過しているか確認しながら、それぞれの位置、および角度を調節するアクティブ調芯を行った後、図示していない光透過部材に固定される。そのため、アクティブ調芯後には、第１段、第２段のバンドパスフィルタ５０３、５１３と第１、第２のエッジパスフィルタ５０５、５１５が、図８に示すように互いに平行な状態でなくなる場合もある。
【００８６】
次に、光分波器の動作について説明する。
光ファイバ１の端面から出射された波長λ１〜λ６の６波長多重光は、レンズ２によりコリメートされ、第１のバンドパスフィルタ５０３へ入射する。
【００８７】
第１段のバンドパスフィルタ５０３に入射した波長λ１〜λ６の６波長多重光のうち、波長λ１とλ６の光からなる第１の２波長多重光は、第１段のバンドパスフィルタ５０３により反射されて第１のエッジパスフィルタ５０５へ入射し、残りの波長λ２〜λ５の光は、第１段のバンドパスフィルタ５０３を透過して第２段のバンドパスフィルタ５１３へ入射する。
【００８８】
第２段のバンドパスフィルタ５１３に入射した波長λ２〜λ５の４波長多重光のうち、波長λ２、λ５の光からなる第２の２波長多重光は、第２段のバンドパスフィルタ５１３により反射されて第１のエッジパスフィルタ５０５へ入射し、残りの波長λ３、λ４の光からなる第３の２波長多重光は、第２段のバンドパスフィルタ５１３を透過して第２のエッジパスフィルタ５１５へ入射する。
【００８９】
第１段のバンドパスフィルタ５０３により反射されて第１のエッジパスフィルタ５０５に入射した波長λ１とλ６の光からなる第１の２波長多重光のうち、波長λ１の光は第１のエッジパスフィルタ５０５を透過し、波長λ６の光は第１のエッジパスフィルタ５０５により反射される。
また、第２段のバンドパスフィルタ５１３により反射されて第１のエッジパスフィルタ５０５に入射した波長λ２とλ５の光からなる第２の２波長多重光のうち、波長λ２の光は第２のエッジパスフィルタ５１５を透過し、波長λ５の光は第２のエッジパスフィルタ５１５により反射される。
更に、第２のバンドパスフィルタ５１３を透過して第２のエッジパスフィルタ５１５に入射した波長λ３とλ４の光からなる第３の２波長多重光のうち、波長λ３の光は第２のエッジパスフィルタ５１５を透過し、波長λ４の光は第２のエッジパスフィルタ５１５により反射される。
その結果、第１、第２のエッジパスフィルタ５０５、５１５から異なる６つの波長λ１〜λ６の光が分波して出射される。
【００９０】
なお、図８に示す第１、第２のエッジパスフィルタ５０５、５１５は、図６に示す第３の透過特性３０７の誘電体多層膜により形成されるとした。しかし、エッジパスフィルタに入射する多重光を中央値λ＿ｍｅｄ３０８より短波長側の波長の光と長波長側の波長の光に分波することが可能であればよいので、例えば、図６に太い一点鎖線により示す第４の透過特性３０９のように、中央値λ＿ｍｅｄ３０８より長波長側の波長λ４〜λ６を含む透過波長帯域を有する誘電体多層膜を用いて形成してもよい。
【００９１】
以上のように、この発明の実施の形態５における光分波器は、第１の反射ミラーを削除し、第２のエッジパスフィルタ５１５を新たに設けた構成となっている。このような構成においても、従来６波長多重光を分波するために５個必要だったフィルタの枚数を４個に削減することができるという効果が得られる。
【００９２】
なお、この発明の実施の形態５では、６波長多重光を分波する光分波器の構成について説明したが、これに限定されるものではなく、６波長以上の多重光であれば同様の効果を得ることができる。
【００９３】
実施の形態６．
この発明の実施の形態６の構成を図９と図２に従って説明する。
この発明の実施の形態１〜５では、光路を確認しながらフィルタの位置や角度を調整し、図示していない光透過部材にフィルタを固定する構成の光分波器について説明した。
しかし、この発明の実施の形態６では、反射ミラーとフィルタが略平行になるように予め固定されているフィルタユニットを複数組み合わせた構成の光分波器について説明する。
【００９４】
図９は、この発明の実施の形態６における分波器の構成を示す図である。図９に示す光分波器は、光ファイバ６０１、レンズ６０２、第１段のバンドパスフィルタ６１１と第１の反射ミラー６１２が設けられたバンドパスフィルタユニット６１０、エッジパスフィルタ６２１、６２２と第２の反射ミラー６２３、６２４が設けられたエッジパスフィルタユニット６２０を有し、光ファイバ６０１より出射される４波長多重光を、波長λ１〜λ４の光に分波して出力するものである。
【００９５】
図９を参照して、４波長多重光を分波する光分波器の構成について説明する。
光ファイバ６０１は、波長λ１〜λ４の光が多重化された４波長多重光を端面より出射する。光ファイバ６０１の端面の前方に配置されたレンズ６０２によりコリメートされた光はバンドパスフィルタユニット６１０へ入射する。
【００９６】
バンドパスフィルタユニット６１０は、第１の主面６１０ａと、第１の主面に対する裏側である第２の主面６１０ｂと、第１の主面６１０ａと第２の主面６１０ｂを繋ぐ側面からなる多面体形状であり、ガラス基板などの光透過部材により形成される。
バンドパスフィルタユニット６１０は、レンズ６０２によりコリメートされた光が所定の角度で入射するよう、レンズ６０２によりコリメートされた光の光路上に設けられる。
バンドパスフィルタユニット６１０に入射した光は、バンドパスフィルタユニット６１０の第１の主面６１０ａに設けられた第１段のバンドパスフィルタ６１１に入射する。
【００９７】
第１段のバンドパスフィルタ６１１は、図２に太い実線により示す第１の透過特性６の誘電体多層膜をガラス基板上に成膜して形成され、バンドパスフィルタユニット６１０に入射した光が、第１段のバンドパスフィルタユニット６１０の第１の主面６１０ａと交差する位置に固定されている。
【００９８】
第１段のバンドパスフィルタ６１１を透過した光は、エッジパスフィルタユニット６２０に入射する。また、第１段のバンドパスフィルタ６１１により反射された光は、第１の反射ミラー６１２により折り返された後、エッジパスフィルタユニット６２０に入射する。
【００９９】
第１の反射ミラー６１２は光反射膜をガラス基板上に成膜して形成され、第１段のバンドパスフィルタ６１１により反射された光がバンドパスフィルタユニット６１０の第２の主面６１０ｂと交差する位置に設けられる。また、第１の反射ミラー６１２は、第１段のバンドパスフィルタ６１１と平行に固定されている。
【０１００】
エッジパスフィルタユニット６２０は、第１の主面６２０ａと、第１の主面６２０ａに対する裏側である第２の主面６２０ｂと、第１の主面６２０ａと第２の主面６２０ｂを繋ぐ側面からなる多面体形状であり、ガラス基板などの光透過部材により形成される。
エッジパスフィルタユニット６２０は、第１段のバンドパスフィルタ６１１を透過した光と、第１の反射ミラー６１２により折り返された光が入射するよう、これらの光の光路上に設けられる。
第１段のバンドパスフィルタ６１１を透過してエッジパスフィルタユニット６２０に入射した光は、エッジパスフィルタユニット６２０の第１の主面６２０ａに設けられた一方のエッジパスフィルタ６２１に入射する。また、第１の反射ミラー６１２により折り返されてエッジパスフィルタユニット６２０に入射した光は、エッジパスフィルタユニット６２０の第１の主面６２０ａに設けられた他方のエッジパスフィルタ６２２に入射する。
【０１０１】
エッジパスフィルタ６２１、６２２は図２に破線により示す第２の透過特性７の誘電体多層膜をガラス基板上に成膜して形成され、エッジパスフィルタユニット６２０に入射した光が、エッジパスフィルタユニット６２０の第１の主面６２０ａと交差する位置に固定されている。
【０１０２】
エッジパスフィルタ６２１、６２２を透過した光は、それぞれレンズ６４０ａ、６４０ｃに入射する。また、エッジパスフィルタ６２１、６２２において反射された光は、第２の反射ミラー６２３、６２４により折り返された後、それぞれレンズ６４０ｂ、６４０ｄに入射する。
【０１０３】
第２の反射ミラー６２３、６２４は光反射膜をガラス基板上に成膜して形成され、エッジパスフィルタ６２１、６２２により反射された光がエッジパスフィルタユニット６２０の第２の主面６２０ｂと交差する位置にそれぞれ設けられる。また、第２の反射ミラー６２３、６２４は、エッジパスフィルタ６２１、６２２と平行に固定されている。
【０１０４】
レンズ６４０ａ〜６４０ｄを並べたレンズアレイ６４０は入射した光を各レンズの焦点位置６５０ａ〜６５０ｄに集光する。各レンズの焦点位置６５０ａ〜６５０ｄには図示していない受光素子の受光部、または出力用の光ファイバの端面などが設けられ、各波長に分波された光は受光素子または光ファイバなどに出力される。
【０１０５】
なお、エッジパスフィルタユニット６２０とレンズアレイ６４０の間に、屈折による光の曲がりを補正するプリズム６３０を設けてもよい。
【０１０６】
次に、光分波器の動作について説明する。
光ファイバ６０１の端面から出射された波長λ１〜λ４の４波長多重光は、レンズ６０２によりコリメートされ、バンドパスフィルタユニット６１０に設けられた第１段のバンドパスフィルタ６１１へ入射する。
【０１０７】
第１段のバンドパスフィルタ６１１に入射した波長λ１〜λ４の４波長多重光のうち、波長λ２とλ３の光からなる第１の２波長多重光は第１段のバンドパスフィルタ６１１を透過し、残りの波長λ１とλ４の光は第１段のバンドパスフィルタ６１１により反射される。
第１段のバンドパスフィルタ６１１を透過した波長λ２とλ３の光からなる第１の２波長多重光は、エッジパスフィルタユニット６２０に設けられたエッジパスフィルタ６２１に入射する。
一方、第１段のバンドパスフィルタ６１１により反射された残りの波長λ１とλ４の光からなる第２の２波長多重光は、第１の反射ミラー６１２により、第１段のバンドパスフィルタ６１１を透過した光と平行に折り返された後、エッジパスフィルタユニット６２０に設けられたエッジパスフィルタ６２２に入射する。
このとき、第１段のバンドパスフィルタ６１１と第１の反射ミラー６１２が互いに平行になるよう予め固定されているため、バンドパスフィルタユニット６１０に入射して第１段のバンドパスフィルタ６１１を透過した第１の２波長多重光と、第１段のバンドパスフィルタ６１１により反射された後に第１の反射ミラーにより折り返された第２の２波長多重光は、互いに平行になる。
【０１０８】
エッジパスフィルタ６２１に入射した波長λ２とλ３の光からなる２波長多重光のうち、波長λ２の光はエッジパスフィルタ６２１を透過し、波長λ３の光は反射される。
エッジパスフィルタ６２１を透過した波長λ２の光は、プリズム６３０に入射する。そして、エッジパスフィルタ６２１により反射された波長λ３の光は、第２の反射ミラー６２３により折り返された後、プリズム６３０に入射する。
このとき、エッジパスフィルタ６２１と第２の反射ミラー６２３が互いに平行になるよう予め固定されているため、エッジパスフィルタユニット６２０に入射してエッジパスフィルタ６２１を透過した光と、バンドパスフィルタ６２１により反射されて第２の反射ミラーにより折り返された光とは、互いに平行になる。
【０１０９】
同様に、他方のエッジパスフィルタ６２２に入射した波長λ１とλ４の光からなる第２の２波長多重光は、互いに平行な波長λ１の光と波長λ４の光に分波され、波長λ１とλ４の光はプリズム６３０に入射する。
【０１１０】
４個の異なる波長λ１〜λ４の光は、プリズム６３０により屈折による曲がりが補正され、それぞれレンズ６４０ａ〜６４０ｄに入射する。レンズ６４０ａ〜６４０ｄに入射した光は、焦点位置６５０ａ〜６５０ｄに集光される。
【０１１１】
なお、図９に示すエッジパスフィルタ６２１、６２２は、図２に示す第２の透過特性７の誘電体多層膜により形成されるとした。しかし、エッジパスフィルタに入射する多重光を中央値λ＿ｍｅｄ８より短波長側の波長の光と長波長側の波長の光に分波することが可能であればよいので、例えば、図２に一点鎖線により示す第３の透過特性９のように、中央値λ＿ｍｅｄ８より長波長側の波長λ３、λ４を含む透過波長帯域を有する誘電体多層膜を用いて形成してもよい。
【０１１２】
次に、この発明の実施の形態６の光分波器における、光路の調整方法について説明する。
この発明の実施の形態６で用いられるバンドパスフィルタユニットとエッジパスフィルタユニットは、第１の主面と第２の主面に設けられたフィルタと反射ミラーが互いに平行になるよう、予め調整されている。そのため、各フィルタユニットに入射する光と出射する光は、常に平行になる。
また、レンズ６４０ａ〜６４０ｄは、レンズの光軸と平行な光がレンズの開口内に入射した場合には、入射した光を焦点位置６５０ａ〜６５０ｄに集光させる。そのため、レンズに入射した光が集光する位置は、レンズの中心に対する光の入射位置と、レンズの光軸に対する光の入射角により決まる。
【０１１３】
よって、図９に示す構成の光分波器において、予め決められている焦点位置６５０ａ〜６５０ｄに各波長の光が集光するよう調整するには、エッジパスフィルタユニット６２０から出射される互いに平行な４個の異なる波長λ１〜λ４の光が、レンズ６４０ａ〜６４０ｄの開口内に、レンズアレイ６４０の光軸に対して所定の入射角以内で入射するよう調整すればよい。つまり、この発明の実施の形態６の光分波器は、１度の調芯により、４個の光路を調整することができる。１度の調芯で光路を調整する方法の詳細については後述する。
【０１１４】
なお、この発明の実施の形態６では、エッジパスフィルタ６２１、６２２と第２の反射ミラー６２３、６２４をそれぞれ２個備えた構成の光分波器について説明した。
しかし、光の入射方向におけるエッジパスフィルタユニット６２０の厚さＴ２を、バンドパスフィルタユニット６１０の厚さＴ１より厚くすることにより、第１の反射ミラー６１２により折り返される光が、エッジパスフィルタ６２１に入射する光と第２の反射ミラー６２３により折り返される光の間を通過するようになる。そのため、エッジパスフィルタ６２１、６２２、および第２の反射ミラー６２３、６２４をそれぞれ一体化した構成とすることが可能になり、光学部品数を削減することができる。
【０１１５】
ここで、図１０〜１３を用いて、レンズ６４０ａ〜６４０ｄに入射し、焦点位置６５０ａ〜６５０ｄに集光される４個の異なる波長λ１〜λ４の光の光路とレンズ６４０ａ〜６４０ｄや焦点位置６５０ａ〜６５０ｄの公差について考察する。
上述したように、図９に示すレンズ６４０ａ〜６４０ｄに入射した光の焦点位置を変化させる要因は、レンズ６４０ａ〜６４０ｄの光軸６４１ａ〜６４１ｄに対する入射角のずれと、レンズ６４０ａ〜６４０ｄの中心に対する入射位置のずれである。
【０１１６】
まず、レンズの光軸に対する光の入射角のずれについて説明する。
以下では、図９に示すエッジパスフィルタ６２１と第２の反射ミラー６２３により分派された波長λ３、λ２の光の光路を用いて説明する。バンドパスフィルタ６１１やエッジパスフィルタ６２２により分派される光についても同様のことが成り立つが、ここでは説明を省略する。
図１０は、この発明の実施の形態６の光分波器のエッジパスフィルタユニット６２０に入射してエッジパスフィルタ６２１を透過する透過光８０３と、エッジパスフィルタ６２１により反射された後、第２の反射ミラー６２３に入射する入射光８０５と、第２の反射ミラー６２３により折り返される反射光８０４の光路を示す図である。
【０１１７】
エッジパスフィルタユニット６２０に入射する光の光路に対し、エッジパスフィルタ６２１をθ１、第２の反射ミラー６２３をθ２、それぞれ傾斜させて設置する。
このとき、図１０を参照して、透過光８０３に対する反射光８０４の平行からのずれθ３は、第２の反射ミラー６２３による反射光８０４の反射角θ４と第２の反射ミラー６２３の設置角度θ２の差により求められる。第２の反射ミラー６２３による反射光８０４の反射角θ４は、第２の反射ミラー６２３への入射光８０５の入射角θ５と等しい。また、入射角θ５は、エッジパスフィルタ６２１と平行になるように第２の反射ミラー６２３を設置したとき（θ２＝θ１としたとき）に、第２の反射ミラー６２３への入射光８０５と反射光８０６が成す角θ６から第２の反射ミラー６２３の設置角度θ２を差し引いた角度に等しい。更に、第２の反射ミラー６２３への入射光８０５と反射光８０６が成す角θ６は、エッジパスフィルタ６２１により反射される光の入射角と反射角の和である（２×θ１）に等しい。
よって、透過光８０３に対する反射光８０４の平行からのずれθ３は、数２により表される。このときΔθはエッジパスフィルタ６２１と第２の反射ミラー６２３の傾斜角度の差、つまりエッジパスフィルタ６２１と第２の反射ミラー６２３の相対的な傾斜角度を表す。
【０１１８】
【数２】
【０１１９】
この発明の実施の形態６の光分波器においては、エッジパスフィルタ６２１と第２の反射ミラー６２３が予めエッジパスフィルタユニット６２０に固定されているため、エッジパスフィルタ６２１と第２の反射ミラー６２３の傾斜角度の差Δθは、常に一定である。そのため、透過光８０３に対する反射光８０４の平行からのずれθ３は、エッジパスフィルタユニット６２０の設置角度に依らず、常に一定である。透過光８０３に対する反射光８０４の平行からのずれθ３は、透過光８０３がレンズの光軸と平行にレンズに入射したときの、レンズの光軸に対する反射光８０４の入射角のずれに相当する。従って、レンズ６４０ａ、６４０ｂの光軸に対する入射角のずれは、エッジパスフィルタ６２１と第２の反射ミラー６２３の傾斜角度の差Δθのみにより決まる。
【０１２０】
次に、エッジパスフィルタ６２１と第２の反射ミラー６２３の傾斜角度の差Δθとレンズ６４０ａ、６４０ｂの焦点位置の移動量の関係について説明する。レンズの焦点距離がｆの場合、レンズの焦点位置の移動量ｄは数３により求まる。
【０１２１】
【数３】
【０１２２】
図１１は、エッジパスフィルタ６２１と第２の反射ミラー６２３の傾斜角度の差Δθとレンズ６４０ｂの焦点位置の移動量ｄの関係を示すグラフである。このときレンズ６４０ａ、６４０ｂの焦点距離ｆは１ｍｍで、エッジパスフィルタ６２１の透過光８０３の入射角はレンズ６４０ａの光軸に一致しているものとする。グラフの横軸はΔθ、縦軸は焦点位置の移動量ｄで、例えば、Δθが１分以下の場合、焦点位置の移動量は１μｍ以下となる。一方、図９に示した構成の光分波器では、バンドパスフィルタ６１１とエッジパスフィルタ６２１、６２２を用いて入射光を２回分波する。そのため、焦点位置の移動量は最大で２倍の２μｍ弱となる。この移動量は、光を集光する受光素子の受光部の大きさに対して十分小さい。よって、図９に示した構成の光分波器において、バンドパスフィルタ６１１と第１の反射ミラー６１２や、エッジパスフィルタ６２１、６２２と第２の反射ミラー６２３、６２４の傾斜角度に１分程度の差が生じたとしても、受光素子の受光部への光の結合は可能と言える。
【０１２３】
次に、レンズの中心に対する光の入射位置のずれについて説明する。
以下においても、図９に示すエッジパスフィルタ６２１と第２の反射ミラー６２３により分派された波長λ３、λ２の光の光路を用いて説明する。
図１２は、この発明の実施の形態６の光分波器のエッジパスフィルタユニット６２０の設置角度がずれ、エッジパスフィルタ６２１への光の入射角度がθｉｎ変化した場合の光路を図１０に書き加えた図である。エッジパスフィルタ６２１への光の入射角度がθｉｎ変化したとき、エッジパスフィルタ６２１を透過する透過光８１３と、エッジパスフィルタ６２１により反射された後、第２の反射ミラー６２３に入射する入射光８１５と、第２の反射ミラー６２３により折り返される反射光８１４は、何れも図１２中に一点差線で示されている。
【０１２４】
エッジパスフィルタ６２１と第２の反射ミラー６２３は、エッジパスフィルタユニット６２０に予め固定されているため、エッジパスフィルタ６２１と第２の反射ミラー６２３の傾斜角度の差Δθは、エッジパスフィルタユニット６２０の設置角度に依らず一定で変化しない。そのため、エッジパスフィルタ６２１への光の入射角度がθｉｎ変化しても、エッジパスフィルタ６２１の透過光８１３に対する反射光８１４の射出角度の平行からのずれθ３は変化しない。しかし、エッジパスフィルタ６２１への光の入射角度がθｉｎ変化することにより、エッジパスフィルタ６２１において反射された光が第２の反射ミラー６２３に入射する角度もθｉｎ変化する。そのため、第２の反射ミラー６２３への入射光８１５の入射角θ５´、第２の反射ミラー６２３による反射光８１４の反射角θ４´、第２の反射ミラー６２３による反射光８１４がバンドパスフィルタユニット６２０から出射する角度θ３´も、数４のように、それぞれθｉｎ変化する。
【０１２５】
【数４】
【０１２６】
その結果、エッジパスフィルタユニット６２０から射出される透過光８０３と反射光８０４の間隔も変化する。
【０１２７】
図１２を参照して、Ｌ１とＬ２はエッジパスフィルタユニット６２０から一定距離離れた位置における透過光８０３と反射光８０４の間隔を示している。Ｌ１はエッジパスフィルタ６２１への光の入射角が変化する前の透過光８０３と反射光８０４の間隔、Ｌ２はエッジパスフィルタ６２１への光の入射角がθｉｎ変化したときの透過光８１３と反射光８１４の間隔をそれぞれ示している。このように、エッジパスフィルタユニット６２０の設置角度により、透過光８１３と反射光８１４の光路の間隔が変化し、その結果、レンズ６４０ａ、６４０ｂの中心に対する光の入射位置がずれる。
【０１２８】
図１３は、エッジパスフィルタ６２１への光の入射角度のずれθｉｎと、レンズアレイ６４０の配置位置における透過光８１３と反射光８１４のビーム間隔の変化量との関係を、エッジパスフィルタ６２１と第２の反射ミラー６２３の傾斜角度の差Δθを−１分から１分まで変化させた場合について示した図である。このときのエッジパスフィルタユニット６２０の厚さ、つまり、図１２を参照して、エッジパスフィルタ６２１を設けた面と第２の反射ミラー６２３を設けた面との間の距離ｔ１を８ｍｍ、エッジパスフィルタユニット６２０からレンズ６４０ｂまでの距離ｔ２を９ｍｍとした。
【０１２９】
図１３のグラフの縦軸に示すビーム間隔の変化量は、エッジパスフィルタ６２１の透過光８１３がレンズ６４０ａの中心に入射するように調整した光分波器において、第２の反射ミラー６２３により折り返される反射光８１４がレンズ６４０ｂに入射したときに、その入射位置がレンズ６４０ｂの中心からずれる量に相当する。図１３は、例えば、エッジパスフィルタ６２１と第２の反射ミラー６２３の傾斜角度の差Δθ＝０と仮定すると、エッジパスフィルタ６２１へ入射する入射光８１３の入射角度が５〜６分ずれたとき、エッジパスフィルタ６２１の反射光８１４がレンズ６４０ｂに入射する位置は、レンズ６４０ｂの中心から２０〜３０μｍ程度ずれることを表している。直径が数百μｍのレンズ開口に対し、光の入射位置の許容誤差（トレランス）が１０％（数十μｍ）程度であると想定すると、エッジパスフィルタ６２１への光の入射角度のずれθｉｎ、つまりエッジパスフィルタユニット６２０の設置角度のずれは、５〜６分程度まで許容できると言える。
【０１３０】
図９に示した構成の光分波器では、バンドパフィルタ６１１とエッジパスフィルタ６２１、６２２を用いて入射光を２回分波する。そして、バンドパフィルタユニット６１０とエッジパスフィルタユニット６２０をそれぞれ２〜３分の角度精度で切り出し、各フィルタユニット６１０、６２０にフィルタ６１１、６２１、６２２と反射ミラー６１２、６２３、６２４とが互いに略平行になるように固定されている。また、４個のレンズ６４０ａ〜６４０ｄを並べたレンズアレイ６４０と、４個の受光素子６５０ａ〜６５０ｄを並べた受光素子アレイ６５０が組み合されている。
このような構成の光分波器においてアクティブ調芯を行うには、４個の異なる波長の光のうちいずれか1個の波長の光が受光素子の受光部に集光されるように、レンズ、受光素子の位置を調整すると同時に、４個の異なる波長の光の中心を結ぶ軸６６０と、４個のレンズ６４０ａ〜６４０ｄの中心を結ぶ軸６７０と、４個の受光素子の中心を結ぶ軸６８０とが平行になるよう調整する。つまり、１回のアクティブ調芯のみで４個の波長の光をそれぞれ受光素子へ結合させることができる。
【０１３１】
実施の形態７．
この発明の実施の形態７の構成を図１４と図１５に従って説明する。
この発明の実施の形態６では、フィルタユニット６１０、６２０の第１の主面６１０ａ、６２０ａと第２の主面６１０ｂ、６２０ｂに、フィルタ６１１、６２１、６２２と反射ミラー６１２、６２３、６２４が、互いに略平行になるように予め固定されていた。しかし、実施の形態７では、フィルタユニットの第１および第２の主面に、直接、フィルタや反射ミラーを形成する誘電体多層膜や光反射膜を成膜することにより、互いに平行なフィルタと反射ミラーを形成する点が実施の形態６と異なる。
【０１３２】
図１４は、この発明の実施の形態７の光分波器を構成するバンドパスフィルタユニットの製造方法を説明する図である。図１５は、この発明の実施の形態７の光分波器を構成するエッジパスフィルタユニットの製造工程を説明する図である。
【０１３３】
まず、図１４を参照して、バンドパスフィルタユニットの構成と製法の一例について説明する。
初めに、第１の主面９１１と第２の主面９１２の平行からのずれが１分以下で、所望の厚みＴ１を有するガラス基板９１０の第１の主面９１１に図２に太い実線により示す第１の透過特性６の誘電体多層膜９２０が、第２の主面９１２に光反射膜９３０がそれぞれ成膜される（図１４（ａ））。
次に、所望の光入射位置の膜を残すように、誘電体多層膜９２０と光反射膜９３０の一部がエッチングにより除去される（図１４（ｂ））。
最後に、ガラス基板９１０は、図１４中にＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃで示した面で切断され、切断面が研磨される（図１４（ｃ））。
以上の工程により、バンドパスフィルタユニット９１３が形成される（図１４（ｄ））。
第１の主面９１１に残された誘電体多層膜９２１はバンドパスフィルタとして、第２の主面９１２に残された光反射膜９３１は第１の反射ミラーとしてそれぞれ機能する。
【０１３４】
次に、図１５を参照して、エッジパスフィルタユニットの構成と製法の一例について説明する。
初めに、第１の主面９４１と第２の主面９４２の平行からのずれが１分以下で、所望の厚みＴ２を有するガラス基板９４０の第１の主面９４１に、図２に破線により示す第２の透過特性７の誘電体多層膜９５０が、第２の主面９４２には光反射膜９６０がそれぞれ成膜される（図１５（ａ））。
次に、所望の光入射位置の膜を残すように、誘電体多層膜９５０と光反射膜９６０の一部がエッチングにより除去される（図１５（ｂ））。
最後に、ガラス基板９４０は、図１５中にＤ−Ｄ、Ｅ−Ｅで示した面で切断され、切断面が研磨される（図１５（ｃ））。
以上の工程により、エッジパスフィルタユニット９４３が形成される（図１５（ｄ））。
第１の主面９４１に残された誘電体多層膜９５１、９５２はバンドパスフィルタとして、第２の主面９４２に残された光反射膜９６１、９６２は第２の反射ミラーとしてそれぞれ機能する。
【０１３５】
以上のような構成のフィルタユニットを備えた光分波器においては、各フィルタユニットとして用いられるガラス基板９１０、９４０は、第１の主面と第２の主面との平行からのずれが１分以下であることが予め保証されている。そのため、ガラス基板９１０、９４０の第１の主面と第２の主面に、高精度な平面を有するフィルタやミラーを形成することが容易で、フィルタと反射ミラーとを数十秒の精度で平行化することが可能と考えられる。
よって、ガラス基板９１０、９４０の切断面９１４、９４４における角度の公差が２〜３分程度となることを考慮すると、以上のような構成の２個のフィルタユニットを用いた光分波器は、切断面９１４、９４４を基準面に突き当てる突き当て調芯により、４〜６分程度の精度で組み立てることが可能である。
【０１３６】
また、ガラス基板９１０、９４０上に成膜する誘電体多層膜９２０、９５０は、ガラス基板９１０、９４０が厚いほど、ガラスと誘電体多層膜の熱膨張率の差による熱応力の影響を受けにくくなり、撓みが生じにくくなる。そのため、図１４、１５に示すように、厚みのあるガラス基板９１０、９４０上に直接成膜した状態の誘電体多層膜９２０、９５０をフィルタとして用いることにより、フィルタの撓みを小さくすることができる。具体的には、ガラスの厚みと誘電体多層膜の撓みは二乗の関数で表され、ガラスの厚みが２倍になると、誘電体多層膜の撓みが１／４に軽減される。
【０１３７】
なお、透過波長帯域が異なるバンドパスフィルタを複数段用いる光分波器においては、ガラス基板の同一面に異なる特性の誘電体多層膜を形成することが困難なため、１段分のバンドパスフィルタと第１の反射ミラーを備えたバンドパスフィルタユニットを複数個組み合わせる構成とすればよい。
図１６は、バンドパスフィルタユニットを複数個組み合わせた光分波器の構成の一例を示す図である。図１６に示す光分波器は、光ファイバ７０１、レンズ７０２、第１のバンドパスフィルタユニット７１０、第２のバンドパスフィルタユニット７２０、エッジパスフィルタユニット７３０を有し、光ファイバ７０１より出射される６波長多重光を、波長λ１〜λ６の光に分波して出力するものである
【０１３８】
第１のバンドパスフィルタユニット７１０の第１の主面７１０ａには、図６に細い実線で示す第１の透過特性３０６の誘電体多層膜７１１が、第２の主面７１０ｂには、光反射膜７１２がそれぞれ成膜される。第２のバンドパスフィルタユニット７２０の第１の主面７２０ａには、図６に太い実線により示す第２の透過特性３１６の誘電体多層膜７２１が、第２の主面７２０ｂには、光反射膜７２２がそれぞれ成膜される。誘電体多層膜７１１、７２１はバンドパスフィルタとして、光反射膜７１２、７２２は第１の反射ミラーとしてそれぞれ機能する。
【０１３９】
第１のバンドパスフィルタユニット７１０は、光ファイバ７０１の端面の前方に配置されたレンズ７０２によりコリメートされた光が所定の角度で入射するよう、レンズ７０２によりコリメートされた光の光路状に設けられる。
第１のバンドパスフィルタユニット７１０に入射した光は、第１のバンドパスフィルタユニット７１０の第１の主面７１０ａに設けられた誘電体多層膜７１１に入射する。
誘電体多層膜７１１を透過した光は、エッジパスフィルタユニット７３０に入射する。また、誘電体多層膜７１１により反射された光は、第１のバンドパスフィルタユニット７１０の第２の主面７１０ｂに設けられた光反射膜７１２により折り返された後、第２のバンドパスフィルタユニット７２０に入射する。
【０１４０】
第２のバンドパスフィルタユニット７２０に入射した光は、第２のバンドパスフィルタユニット７２０の第１の主面７２０ａに設けられた誘電体多層膜７２１に入射する。
誘電体多層膜７２１を透過した光は、エッジパスフィルタユニット７３０に入射する。また、誘電体多層膜７２１により反射された光は、第２のバンドパスフィルタユニット７２０の第２の主面７２０ｂに設けられた光反射膜７２２により折り返された後、エッジパスフィルタユニット７３０に入射する。
【０１４１】
エッジパスフィルタユニット７３０の第１の主面７３０ａには、図６に破線で示す第３の透過特性３０７の誘電体多層膜７３１、７３２、７３３が、第２の主面７３０ｂには、光反射膜７３４、７４５、７４６がそれぞれ成膜されている。誘電体多層膜７３１、７３２、７３３はエッジパスフィルタとして、光反射膜７３４、７４５、７４６は第２の反射ミラーとしてそれぞれ機能する。
【０１４２】
エッジパスフィルタユニット７３０は、第１のバンドパスフィルタユニット７１０の第１の主面７１０ａに設けられた誘電体多層膜７１１を透過した光と、第２のバンドパスフィルタユニット７２０の第１の主面７２０ａに設けられた誘電体多層膜７２１を透過した光と、第２のバンドパスフィルタユニット７２０の第２の主面７２０ｂに設けられた光反射膜７２２により折り返された光が入射するよう、これらの光の光路上に設けられる。
エッジパスフィルタユニット７３０に入射した光は、エッジパスフィルタユニット７３０の第１の主面７３０ａに設けられた誘電体多層膜７３１、７３２、７３３に入射する。
【０１４３】
エッジパスフィルタユニット７３０の第１の主面７３０ａに設けられた誘電体多層膜７１１を透過した光は、それぞれレンズ７５０ａ、７５０ｃ、７５０ｅに入射する。また、エッジパスフィルタユニット７３０の第２の主面７３０ｂに設けられた誘電体多層膜７３１、７３２、７３３により反射された光は、エッジパスフィルタユニット７３０の第２の主面７３０ｂに設けられた光反射膜７３４、７３５、７３６により折り返された後、それぞれレンズ７５０ｂ、７５０ｄ、７５０ｆに入射する。
【０１４４】
以上のような構成とすることにより、バンドパスフィルタユニット７１０、７２０やエッジパスフィルタユニット７３０の第１、第２の主面に、直接、誘電体多層膜や光反射膜を成膜してバンドパスフィルタやエッジパスフィルタやミラーを形成する場合であっても、透過波長帯域が異なるバンドパスフィルタを複数段用いた光分波器を実現することができる。
【符号の説明】
【０１４５】
１ 光ファイバ、２ レンズ、３ バンドパスフィルタ、３ａ ガラス基板、３ｂ 誘電体多層膜、４ 第１の反射ミラー、４ａ ガラス基板、４ｂ 光反射膜、５ エッジパスフィルタ、５ａ ガラス基板、５ｂ 誘電体多層膜、８ 中央値。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の異なる波長の光が多重化された光信号を伝送する波長分割多重（ＷＤＭ：Waveleｎgth Divisioｎ Multiplexiｎg）光通信システムなどにおいて、波長多重された光信号から各波長の光を分離する光分波器に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバを用いた通信システムにおける通信容量拡張手段の一つとして、複数の異なる波長の光を波長多重し、一本の光ファイバで同時に伝送する波長分割多重（ＷＤＭ）方式がある。波長分割多重方式を用いた光通信の受信器側においては、複数の波長の光信号を含む波長多重信号光から所望の波長の光信号を取り出す光分波器が用いられる。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載されている光分波器は、バンドパスフィルタを用いた反射光学系により構成され、ｎ波長の光信号が多重化された波長多重信号光をｎ−１個のバンドパスフィルタと対応するミラーにより分波する。
【０００４】
この従来の光分波器では、まず、入力用光ファイバの端面から出射される波長λ１〜λ４の４波長多重信号光が、レンズＬ０によりコリメートされた後、バンドパスフィルタＦ１に入射する。バンドパスフィルタＦ１は波長λ１の光を透過し、他の波長λ２〜λ４の光を反射する。バンドパスフィルタＦ１を透過した光はレンズＬ１で集光され、出力用光ファイバの端面に入射する。反射された光はミラーＭ１で折り返され、波長λ２の光を透過するバンドパスフィルタＦ２に入射する。以下同様に透過と反射を繰り返すことにより、波長λ１〜λ４の光信号が順次分波される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１４９４９０号公報（第５〜７頁、図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の光分波器では、ｎ個の波長の光が多重化された波長多重信号光から１波長ずつ順次光を取り出すため、各波長の光に分波するためには（ｎ−１）個のフィルタを用いなければならないという問題があった。
【０００７】
この発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、フィルタの数を削減することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の光分波器は、ｎ個の波長の光が多重化されたｎ波長多重信号光を各波長の光信号に分波する光分波器において、各波長の中央値λ＿ｍｅｄより長波長側で中央値λ＿ｍｅｄに近いｉ個の波長と中央値λ＿ｍｅｄより短波長側で中央値λ＿ｍｅｄに近いｉ個の波長とを含むｍ段のバンドパスフィルタを用いてｎ波長多重信号光を（ｎ／２）個の２波長多重光に分波し、中央値λ＿ｍｅｄにカットオフ波長があるエッジパスフィルタを用いて、２波長多重信号光を各波長の光信号に分波するものである。（ｎは４以上の整数、ｉは１以上ｍ以下の整数、ｍは（（ｎ／２）−１）でｎが奇数の場合は小数点以下切り上げ。）
【発明の効果】
【０００９】
この発明は、ｎ個の波長の光が多重化された波長多重信号光を、（ｎ／２）個のフィルタにより各波長の光に分波する。つまり、従来の１波長ずつ順次取り出す分波器では（ｎ−１）個必要だったフィルタの数を（ｎ／２）個に削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１による光分波器の構成図である。
【図２】誘電体多層膜フィルタの波長透過特性を示すスペクトル図である。
【図３】この発明の実施の形態１による光分波器の別の構成を示す構成図である。
【図４】この発明の実施の形態２による光分波器の構成図である。
【図５】この発明の実施の形態３による光分波器の構成図である。
【図６】誘電体多層膜フィルタの波長透過特性を示すスペクトル図である。
【図７】この発明の実施の形態４による光分波器の構成図である。
【図８】この発明の実施の形態５による光分波器の構成図である。
【図９】この発明の実施の形態６による光分波器の構成図である。
【図１０】フィルタユニットにおける信号光の光路を説明するための説明図である。
【図１１】フィルタユニットにおけるフィルタと反射ミラーの平行からのずれとレンズにおける焦点位置の関係を示すグラフである。
【図１２】フィルタユニットの設置角度がずれたときの信号光の光路を説明するための説明図である。
【図１３】フィルタユニットの設置角度のずれと反射光と透過光とのビーム間隔の関係を示すグラフである。
【図１４】この発明の実施の形態７で用いられるバンドパスフィルタユニットの製造方法を示す模式図である。
【図１５】この発明の実施の形態７で用いられるエッジパスフィルタユニットの製造方法を示す模式図である。
【図１６】実施の形態７で示す方法で製造したバンドパスフィルタを複数個用いる場合の光分波器の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１の構成を図１と図２に従って説明する。
図１は、この発明を実施するための実施の形態１における光分波器の構成を示す図である。図１に示す光分波器は、光ファイバ１、レンズ２、バンドパスフィルタ３、第１の反射ミラー４、エッジパスフィルタ５を有し、光ファイバ１より出射される４波長多重光（異なる４個の波長λ１、λ２、λ３、λ４の光を多重化した光）を、波長λ１、λ２、λ３、λ４の光に分波して出射するものである。
図２は、実施の形態１における光分波器のバンドパスフィルタ３とエッジパスフィルタ５に用いられる誘電体多層膜の透過特性を示すスペクトル図である。横軸は波長であり、４個の波長λ１、λ２、λ３、λ４とこれらの中央値λ＿ｍｅｄ８が示されている。縦軸は誘電体多層膜の透過率を示す。太い実践で示す第１の透過特性６がバンドパスフィルタ３の特性、太い破線で示す第２の透過特性７がエッジパスフィルタ５の特性を示している。
【００１２】
図１を参照して、４波長多重光を分波する光分波器の構成について説明する。
光ファイバ１は、波長λ１〜λ４の光が多重化された４波長多重光を端面より出射する。光ファイバ１の端面の前方には、レンズ２が配置されており、レンズ２は、光ファイバ１より出射された光をコリメート（平行化）する。レンズ２によりコリメートされた光はバンドパスフィルタ３へ入射する。
【００１３】
バンドパスフィルタ３は、図２に示す第１の透過特性６の誘電体多層膜３ｂをガラス基板３ａ上に成膜することにより、１段分形成される。第１の透過特性６の誘電体多層膜３ｂは、４個の異なる波長λ１、λ２、λ３、λ４の中央値λ＿ｍｅｄ８より短波長側の１個の波長λ２と長波長側の１個の波長λ３を含む透過波長帯域を有している。そのため、バンドパスフィルタ３は、入射した４波長多重光のうち、透過波長帯域に含まれる波長λ２とλ３の光を透過し、透過波長帯域に含まれない波長λ１とλ４の光、つまり、入射した４波長多重光からバンドパスフィルタ３を透過した光を除いた残りの光を反射する。
バンドパスフィルタ３を透過した光は、エッジパスフィルタ５に入射する。また、バンドパスフィルタ３により反射された光は、第１の反射ミラー４に入射する。
なお、多重化される波長の数がｎ個の場合、短波長側から数えて（ｎ／２）番目の波長と、長波長側から数えて（ｎ／２）番目の波長との間の波長を中央値λ＿ｍｅｄ８とする。ｎが奇数の場合には、短波長側、または長波長側のいずれか一方の（ｎ／２）の演算結果を切り上げて整数化し、他方を切り捨てて整数化する。（ｎは４以上の整数。以下同様。）
【００１４】
第１の反射ミラー４は、光反射膜４ｂをガラス基板４ａ上に成膜して形成される。そして、第１の反射ミラー４は、バンドパスフィルタ３により反射された光を、バンドパスフィルタ３を透過した光と略平行になるように折り返す。第１の反射ミラー４により折り返された光は、エッジパスフィルタ５に入射する。
第１の反射ミラー４は、図示していない固定部に予め固定されている。
【００１５】
エッジパスフィルタ５は、図２に示す第２の透過特性７の誘電体多層膜５ｂをガラス基板５ａ上に成膜して形成される。第２の透過特性７の誘電体多層膜は、中央値λ＿ｍｅｄ８より短波長側の波長λ１とλ２を含む透過波長帯域を有している。そのため、エッジパスフィルタ５は、入射した光のうち中央値λ＿ｍｅｄ８より短波長側の波長λ１とλ２の光を透過し、長波長側の波長λ３とλ４の光を反射する。
【００１６】
バンドパスフィルタ３とエッジパスフィルタ５は、光の方向を確認しながら、固定されている第１の反射ミラー４に対する位置、および角度を調節するアクティブ調芯を行った後、図示していない光透過部材に固定される。
位置、および角度の調整は、具体的には、例えば、バンドパスフィルタ３により反射された光が、第１の反射ミラー４に入射するよう、バンドパスフィルタ３の位置や角度を調整する。また、バンドパスフィルタ３を透過した光と、バンドパスフィルタ３により反射された後に第１の反射ミラー４で折り返された光とが、エッジパスフィルタ５に入力するよう、バンドパスフィルタ３とエッジパスフィルタ５の位置や角度を調整する。
【００１７】
図１は、アクティブ調芯後の各フィルタの状態の一例を表しており、バンドパスフィルタ３とエッジパスフィルタ５と第１の反射ミラー４が全て互いに平行に配置されている。しかし、各フィルラやミラーを製造する際のガラス基板の切り出し角度の精度や、誘電体多層膜の成膜状態により、バンドパスフィルタ３とエッジパスフィルタ５と第１の反射ミラー４が、互いに平行でない場合もある。
【００１８】
次に、光分波器の動作について説明する。
光ファイバ１の端面から出射された波長λ１〜λ４の４波長多重光は、レンズ２によりコリメートされ、バンドパスフィルタ３に入射する。
【００１９】
バンドパスフィルタ３に入射した波長λ１〜λ４の４波長多重光のうち、波長λ２とλ３の光からなる２波長多重光は、バンドパスフィルタ３を透過してエッジパスフィルタ５に入射し、残りの波長λ１とλ４の光は、バンドパスフィルタ３により反射される。
【００２０】
バンドパスフィルタ３により反射された波長λ１とλ４の光は、バンドパスフィルタ３を透過した２波長多重光と略平行になるよう第１の反射ミラー４により折り返された後、エッジパスフィルタ５に入射する。
【００２１】
バンドパスフィルタ３を透過してエッジパスフィルタ５に入射した波長λ２とλ３の光からなる２波長多重光のうち、波長λ２の光はエッジパスフィルタ５を透過し、波長λ３の光はエッジパスフィルタ５により反射される。
また、第１の反射ミラー４により折り返されてエッジパスフィルタ５に入射した波長λ１とλ４の光からなる２波長多重光のうち、波長λ１の光はエッジパスフィルタ５を透過し、波長λ４の光はエッジパスフィルタ５により反射される。
その結果、エッジパスフィルタ５から異なる４つの波長λ１〜λ４の光が分波して出射される。
【００２２】
エッジパスフィルタ５より出射される各波長の光は、図示していないレンズにより、出力用の光ファイバの端面や受光素子の受光部に集光される。
【００２３】
なお、図１に示した光分波器は、バンドパスフィルタ３により反射された２波長多重光を第１の反射ミラー４により折り返す構成とした。しかし、図３を参照して、バンドパスフィルタ３を透過した２波長多重光を、バンドパスフィルタ３で反射された２波長多重光と略平行になるよう第１の反射ミラー１０４により折り返し、バンドパスフィルタ３で反射された２波長多重光と共にエッジパスフィルタ１０５に入射させる構成としてもよい。ここで用いられるエッジパスフィルタ１０５は、エッジパスフィルタ５と同様に、図２に示す第２の透過特性７の誘電体多層膜１０５ｂをガラス基板１０５ａ上に成膜して形成される。
【００２４】
また、図１および図３に示すエッジパスフィルタ５、１０５は、図２に示す第２の透過特性７の誘電体多層膜により形成されるとした。しかし、エッジパスフィルタに入射する多重光を中央値λ＿ｍｅｄ８より短波長側の波長の光と長波長側の波長の光に分波することが可能であればよいので、例えば、図２に太い一点鎖線により示す第３の透過特性９のように、中央値λ＿ｍｅｄ８より長波長側の波長λ３とλ４を含む透過波長帯域を有する誘電体多層膜を用いて形成してもよい。
【００２５】
なお、第１の反射ミラーの配置位置やエッジパスフィルタの特性は、分波後の各波長λ１〜λ４の光を出射させたい方向に応じて適宜選択すればよい。
【００２６】
以上のように構成された光分波器においては、まず、４個の異なる波長λ１〜λ４が多重化された４波長多重光を、バンドパスフィルタ３により、各波長の中央値より長波長側の波長と短波長側の波長の光からなる２個の２波長多重光に分波する。その後、２波長多重光を、エッジパスフィルタ５により、各波長の光に分波する。つまり、従来の光分波器では４波長多重光の分波に３個必要だったフィルタを２個に削減することができる。
その結果、光の出射方向を確認しながら、固定された反射ミラーに対する位置や角度をフィルタ毎に調整するアクティブ調芯の回数を３回から２回に削減することが可能になる。
【００２７】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２の構成を図４に従って説明する。
図４は、この発明を実施するための実施の形態２における分波器の構成を示す図である。図４に示す光分波器は、エッジパスフィルタ５により反射された光が入射する位置に第２の反射ミラー２０９を設けた点が図１に示す実施の形態1の光分波器と異なる。
【００２８】
第２の反射ミラー２０９は、光反射膜２０９ｂをガラス基板２０９ａ上に成膜して形成される。そして、第２の反射ミラー２０９は、エッジパスフィルタ５により反射された光が入射する位置に設けられ、エッジパスフィルタ５により反射された光を、エッジパスフィルタ５を透過した光と略平行になるように折り返す。第２の反射ミラー２０９により折り返された光と、エッジパスフィルタ５を透過した光は、図示していないレンズにより、出力用の光ファイバの端面や受光素子の受光部に集光される。
また、第２の反射ミラー２０９は、図示していない固定部に予め固定されている。
【００２９】
なお、第２の反射ミラー２０９は第１の反射ミラー４と同様、光反射膜２０９ｂをガラス基板２０９ａ上に成膜して形成される。第１の反射ミラー４と第２の反射ミラー２０９は別のもとして構成されているがこれらは一体化されていてもよい。
【００３０】
このように構成される光分波器においては、分波後の各波長の光を同一方向に出射することができる。そのため、分波後の各波長の光を集光するレンズや、出射する出力用ファイバまたは受光素子をまとめて配置できるため、各光学部品の配置が容易になる。
【００３１】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３の構成を図５と図６に従って説明する。
この発明の実施の形態１、２では、４波長多重光を分波する光分波器の構成について説明したが、４波長以上の多重光であれば同様の効果を得ることができる。そこで、実施の形態３では、異なる６個の波長λ１〜λ６の光を多重化した６波長多重光を各波長に分波する光分波器の構成について説明した後、ｎ波長多重光を各波長に分波する光分波器の構成について説明する。
【００３２】
図５は、この発明の実施の形態３における分波器の構成を示す図である。図５に示す光分波器は、光ファイバ１、レンズ２、透過波長帯が異なる第１段、第２段の２つのバンドパスフィルタ３０３、３１３、第１の反射ミラー３０４、エッジパスフィルタ３０５を有し、光ファイバ１より出射される６波長多重光を、波長λ１〜λ６の光に分波して出力するものである。
図６は、この発明の実施の形態３における光分波器のバンドパスフィルタ３０３、３１３とエッジパスフィルタ３０５に用いられる誘電体多層膜の透過特性を示すスペクトル図である。横軸は波長であり、６個の波長λ１〜λ６とこれらの中央値λ＿ｍｅｄ３０８が示されている。縦軸は誘電体多層膜の透過率を示す。
【００３３】
図５を参照して、６波長多重光を分波する光分波器の構成について説明する。
光ファイバ１は、波長λ１〜λ６の光が多重化された６波長多重光を端面より出射する。光ファイバ１の端面の前方に配置されたレンズ２によりコリメートされた光は第１のバンドパスフィルタ３０３へ入射する。
【００３４】
第１段のバンドパスフィルタ３０３は、図６に細い実線により示す第１の透過特性３０６の誘電体多層膜３０３ｂをガラス基板３０３ａ上に成膜して形成される。第１の透過特性３０６の誘電体多層膜３０３ｂは、６個の異なる波長λ１〜λ６の中央値λ＿ｍｅｄ３０８より短波長側の１個の波長λ３と長波長側の１個の波長λ４を含む透過波長帯域を有している。
第１段のバンドパスフィルタ３０３を透過した２波長多重光はエッジパスフィルタ３０５に入射する。第１のバンドパスフィルタ３０３により反射された光は第１の反射ミラー３０４により折り返されて第２段のバンドパスフィルタ３１３に入射する。
【００３５】
第２段のバンドパスフィルタ３１３は、図６に太い実線により示す第２の透過特性３１６の誘電体多層膜３１３ｂをガラス基板３１３ａ上に成膜して形成される。第２の透過特性３１６の誘電体多層膜３１３ｂは、６個の異なる波長λ１〜λ６の中央値λ＿ｍｅｄ３０８より短波長側の２個の波長λ２、λ３と長波長側の２個の波長λ４、λ５を含む透過波長帯域を有している。
第２段のバンドパスフィルタ３１３を透過した２波長多重光はエッジパスフィルタ３０５に入射し、第２段のバンドパスフィルタ３１３により反射された光は、第１の反射ミラー３０４により折り返されてエッジパスフィルタ３０５に入射する。
【００３６】
第１段の反射ミラー３０４は、光反射膜３０４ｂをガラス基板３０４ａ上に成膜して形成され、第１段のバンドパスフィルタ３０３により反射された光を、第１段のバンドパスフィルタ３０３を透過した２波長多重光と略平行になるように折り返す。同様に、第２段のバンドパスフィルタ３１３により反射された光を、第２段のバンドパスフィルタ３１３を透過した２波長多重光と略平行になるように折り返す。
第１の反射ミラー３０４は、図示していない固定部に予め固定されている。
【００３７】
エッジパスフィルタ３０５は、図６に破線により示す第３の透過特性３０７の誘電体多層膜３０５ｂをガラス基板３０５ａ上に成膜して形成される。第３の透過特性３０７の誘電体多層膜３０５ｂは、中央値λ＿ｍｅｄ３０８より短波長側の波長λ１〜λ３を含む透過波長帯域を有している。
【００３８】
第１段、第２段のバンドパスフィルタ３０３、３１３とエッジパスフィルタ３０５は、光の方向を確認しながら、固定されている第１の反射ミラー３０４に対するそれぞれの位置、および角度を調節するアクティブ調芯を行った後、図示していない光透過部材に固定される。
位置、および角度の調整は、具体的には、例えば、第１段、第２段のバンドパスフィルタ３０３、３１３により反射された光が第１の反射ミラー３０４に入射するよう、第１段、第２段のバンドパスフィルタ３０３、３１３の位置や角度を調整する。また、第１段、第２段のバンドパスフィルタ３０３、３１３を透過した光と、第２段のバンドパスフィルタ３１３により反射された後に第１の反射ミラー３０４で折り返された光とが、エッジパスフィルタ３０５に入力するよう、第１段、第２段のバンドパスフィルタ３０３、３１３とエッジパスフィルタ３０５の位置や角度を調整する。
【００３９】
図５は、アクティブ調芯後の各フィルタの状態の一例を表しており、第１段、第２段のバンドパスフィルタ３０３、３１３とエッジパスフィルタ３０５と第１の反射ミラー３０４とが、全て互いに平行に配置されている。しかし、各フィルラやミラーを製造する際のガラス基板の切り出し角度の精度や、誘電体多層膜の成膜状態により、第１段、第２段のバンドパスフィルタ３０３、３１３とエッジパスフィルタ３０５と第１の反射ミラー３０４とが、互いに平行でない場合もある。
また、図５では、第１段、第２段のバンドパスフィルタ３０３、３１３が、同一直線上に配置されている。しかし、第１段、第２段のバンドパスフィルタ３０３、３１３により反射された光が第１の反射ミラー３０４に入射し、第１段、第２段のバンドパスフィルタ３０３、３１３を透過した光と、第２段のバンドパスフィルタ３１３により反射された後に第１の反射ミラー３０４で折り返された光とが、エッジパスフィルタ３０５に入力するならば、必ずしも第１段、第２段のバンドパスフィルタ３０３、３１３を同一直線上に配置する必要はない。
【００４０】
なお、図５では、第１段のバンドパスフィルタ３０３により反射された光と第２段のバンドパスフィルタ３１３により反射された光が、第１の反射ミラー３０４により折り返される構成を示した。しかし、第１の反射ミラー３０４を２つに分割し、第１段、第２段のバンドパスフィルタ３０３、３１３により反射された光が、異なる反射ミラーにより折り返される構成としてもよい。
【００４１】
次に、光分波器の動作について説明する。
光ファイバ１の端面から出射された波長λ１〜λ６の６波長多重光は、レンズ２によりコリメートされ、第１段のバンドパスフィルタ３０３へ入射する。
【００４２】
第１段のバンドパスフィルタ３０３に入射した波長λ１〜λ６の６波長多重光のうち、波長λ３とλ４の光からなる第１の２波長多重光は、第１段のバンドパスフィルタ３０３を透過してエッジパスフィルタ３０５へ入射し、残りの波長λ１、λ２、λ５、λ６の光は、第１段のバンドパスフィルタ３０３により反射される。
【００４３】
第１段のバンドパスフィルタ３０３により反射された波長λ１、λ２、λ５、λ６の光は、第１段のバンドパスフィルタ３０３を透過した第１の２波長多重光と略平行になるよう第１の反射ミラー３０４により折り返された後、第２段のバンドパスフィルタ３１３へ入射する。
【００４４】
第２段のバンドパスフィルタ３１３に入射した波長λ１、λ２、λ５、λ６の光のうち、波長λ２とλ５の光からなる第２の２波長多重光は、第２段のバンドパスフィルタ３１３を透過してエッジパスフィルタ３０５へ入射し、残りの波長λ１、λ６の光は、第２段のバンドパスフィルタ３１３により反射される。
【００４５】
第２段のバンドパスフィルタ３１３により反射された波長λ１、λ６の光からなる第３の２波長多重光は、第２段のバンドパスフィルタ３１３を透過した第２の２波長多重光と略平行になるよう第１の反射ミラー３０４により折り返された後、エッジパスフィルタ３０５へ入射する。
【００４６】
第１段のバンドパスフィルタ３０３を透過してエッジパスフィルタ３０５に入射した波長λ３とλ４の光からなる第１の２波長多重光のうち、波長λ３の光はエッジパスフィルタ３０５を透過し、波長λ４の光はエッジパスフィルタ３０５により反射される。
また、第２段のバンドパスフィルタ３１３を透過してエッジパスフィルタ３０５に入射した波長λ２とλ５の光からなる第２の２波長多重光のうち、波長λ２の光はエッジパスフィルタ３０５を透過し、波長λ５の光はエッジパスフィルタ３０５により反射される。
更に、第１の反射ミラー３０４により最後に折り返されてエッジパスフィルタ３０５に入射した波長λ１とλ６の光からなる第３の２波長多重光のうち、波長λ１の光はエッジパスフィルタ３０５を透過し、波長λ６の光はエッジパスフィルタ３０５により反射される。
その結果、エッジパスフィルタ３０５から異なる６つの波長λ１〜λ６の光が分波して出射される。
【００４７】
エッジパスフィルタ３０５より出射される各波長の光は、図示していないレンズにより、出力用の光ファイバの端面や受光素子の受光部に集光される。
【００４８】
なお、図５に示すエッジパスフィルタ３０５は、図６に示す第３の透過特性３０７の誘電体多層膜により形成されるとした。しかし、エッジパスフィルタに入射する多重光を中央値λ＿ｍｅｄ３０８より短波長側の波長の光と長波長側の波長の光に分波することが可能であればよいので、例えば、図６に太い一点鎖線により示す第４の透過特性３０９のように、中央値λ＿ｍｅｄ３０８より長波長側の波長λ４〜λ６を含む透過波長帯域を有する誘電体多層膜を用いて形成してもよい。
【００４９】
以上のように構成された光分波器は、まず、６個の異なる波長λ１〜λ６が多重化された６波長多重光を、２個のバンドパスフィルタ３０３、３１３により、第１〜第３の２波長多重光に分波する。その後、各２波長多重光を、同一のエッジパスフィルタ３０５により、各波長の光に分波する。つまり、従来の光分波器では６波長多重光の分波に５個必要だったフィルタを３個に削減することができる。
その結果、実施の形態１、２と同様に、光の出射方向を確認しながら位置を調整するアクティブ調芯の回数を５回から３回に削減することが可能になる。
【００５０】
また、多重化された波長の数が奇数の場合でも、同様の効果が得られる。例えば、図５に示す構成の光分波器において、光ファイバ１から５波長多重光を出射する。すると、まず、５波長多重光は、２個のバンドパスフィルタ３０３、３１３により、２個の２波長多重光と残りの１波長の光に分派される。その後、２個の２波長多重光は、エッジパスフィルタ３０５により、各波長の光に分派される。つまり、従来の光分波器では５波長多重光の分波に４個必要だったフィルタを３個に削減することができる。
【００５１】
なお、ｎ個の異なる波長が多重化されたｎ波長多重光を分波するために、この発明の光分波器に設けられたバンドパスフィルタの数をｍ個とすると、これまでに、（ｎ＝４、ｍ＝１）、（ｎ＝５、ｍ＝２）、（ｎ＝６、ｍ＝２）の場合の各実施の形態を説明した。これらの実施の形態からｎとｍの関係を一般化すると、数１のようになる。（ただしｎが奇数の場合、ｍは小数点以下切り上げとする。）
【００５２】
【数１】
【００５３】
光分波器に備えられたｍ段のバンドパスフィルタは、段毎に異なる透過波長帯域を有し、ｉ段目のバンドパスフィルタは、多重化された２個の波長の中央値より長波長側のｉ個の波長と短波長側のｉ個の波長を含む透過波長帯域を有するものとする。つまり、１段毎に、透過波長帯域に含まれる波長の数が２個ずつ増加する。（ｉは１以上ｍ以下の整数。）
【００５４】
そして、１段目のバンドパスフィルタにはｎ波長多重光が入射し、２段目以降のバンドパスフィルタには前段のバンドパスフィルタにより反射された光が順次入射されるように配置されている。
【００５５】
光分波器をこのように構成することにより、ｎ波長多重光は、ｍ段のバンドパスフィルタを透過したｍ個の２波長多重光と、最終段のバンドパスフィルタにより反射された残りの光に分波される。
【００５６】
更に、ｍ個の２波長多重光と最終段のバンドパスフィルタにより反射された残りの光は、１個のエッジパスフィルタにより１波長の光に分波される。
【００５７】
以上のことから、ｎ波長多重光を分波するために必要なフィルタは、バンドパスフィルタｍ個とエッジパスフィルタ１個、つまりｍ＋１＝（ｎ／２）個となる。
【００５８】
よって、この発明の各実施の形態の構成によると、ｎ波長多重光を分波するために必要なフィルタ数を、従来の１波長ずつ分波する場合の（ｎ−１）個から（ｎ／２）個に削減することが可能である。
【００５９】
実施の形態４．
【００６０】
この発明の実施の形態４の構成を図６と図７に従って説明する。
実施の形態３では、２段のバンドパスフィルタを備えた光分波器において、透過波長帯域の狭いバンドパスフィルタから順に、レンズ２によりコリメートされた光が入射する構成について説明した。しかし、バンドパスフィルタの配置はこれに限らない。実施の形態４では、レンズ２によりコリメートされた光が、透過波長帯域の広いバンドパスフィルタから順に入射するよう構成された光分波器について説明する。
【００６１】
図７は、この発明の実施の形態４における分波器の構成を示す図である。図７に示す光分波器は、光ファイバ１、レンズ２、透過波長帯が異なる２つのバンドパスフィルタ４０３、４１３、第１の反射ミラー４０４、エッジパスフィルタ４０５を有し、光ファイバ１より出射される６波長多重光を、波長λ１〜λ６の光に分波して出力するものである。
【００６２】
図７を参照して、６波長多重光を分波する光分波器の構成について説明する。
光ファイバ１は、波長λ１〜λ６の光が多重化された６波長多重光を端面より出射する。光ファイバ１の端面の前方に配置されたレンズ２によりコリメートされた光は第１段のバンドパスフィルタ４０３へ入射する。
【００６３】
第１段のバンドパスフィルタ４０３は、図６に示す第２の透過特性３１６の誘電体多層膜４０３ｂをガラス基板４０３ａ上に成膜して形成される。第１の透過特性３１６の誘電体多層膜４０３ｂは、６個の異なる波長λ１〜λ６の中央値λ＿ｍｅｄ３０８より短波長側の２個の波長λ２、λ３と長波長側の２個の波長λ４、λ５を含む透過波長帯域を有している。
第１段のバンドパスフィルタ４０３により反射された光は、エッジパスフィルタ４０５に入射する。また、第１段のバンドパスフィルタ４０３を透過した光は、第１の反射ミラー４０４により折り返されて第２段のバンドパスフィルタ４１３に入射する。
【００６４】
第２段のバンドパスフィルタ４１３は、図６に示す第１の透過特性３０６の誘電体多層膜４１３ｂをガラス基板４１３ａ上に成膜して形成される。第１の透過特性３０６の誘電体多層膜４１３ｂは、６個の異なる波長λ１〜λ６の中央値λ＿ｍｅｄ３０８より短波長側の１個の波長λ３と長波長側の１個の波長λ４を含む透過波長帯域を有している。
第２段のバンドパスフィルタ４１３を透過した光は、エッジパスフィルタ４０５に入射する。また、第２段のバンドパスフィルタ３１３により反射された光は、第１の反射ミラー４０４により折り返されてエッジパスフィルタ４０５入射する。
【００６５】
第１の反射ミラー４０４は、光反射膜４０４ｂをガラス基板４０４ａ上に成膜して形成され、第１段のバンドパスフィルタ４０３を透過した光を、第１段のバンドパスフィルタ４０３により反射された光と略平行になるように折り返す。同様に、第２段のバンドパスフィルタ４１３により反射された光を、第２段のバンドパスフィルタ４１３を透過した光と略平行になるように折り返す。
また、第１の反射ミラー４０４は、図示していない固定部に予め固定されている。
【００６６】
エッジパスフィルタ４０５は、図６に示す第３の透過特性３０７の誘電体多層膜４０５ｂをガラス基板４０５ａ上に成膜して形成される。第３の透過特性３０７の誘電体多層膜は、中央値λ＿ｍｅｄ３０８より短波長側の波長λ１〜λ３を含む透過波長帯域を有している。
【００６７】
第１段、第２段のバンドパスフィルタ４０３、４１３とエッジパスフィルタ４０５は、光の方向を確認しながら、固定されている第１の反射ミラー４０４に対するそれぞれの位置、および角度を調節するアクティブ調芯を行った後、図示していない光透過部材に固定される。
位置、および角度の調整は、具体的には、例えば、第１段のバンドパスフィルタ４０３を透過した光と、第２段のバンドパスフィルタ４１３により反射された光とが、第１の反射ミラー３０４に入射するよう、第１段、第２段のバンドパスフィルタ４０３、４１３の位置や角度を調整する。また、第１段のバンドパスフィルタ４０３により反射された光と、第２段のバンドパスフィルタ４１３を透過した光と、第２段のバンドパスフィルタ４１３により反射された後に第１の反射ミラー４０４で折り返された光とが、エッジパスフィルタ４０５に入力するよう、第１段、第２段のバンドパスフィルタ４０３、４１３とエッジパスフィルタ４０５の位置や角度を調整する。
【００６８】
図７は、アクティブ調芯後の各フィルタの状態の一例を表しており、第１段、第２段のバンドパスフィルタ４０３、４１３とエッジパスフィルタ４０５と第１の反射ミラー４０４とが、全て互いに平行に配置されている。しかし、各フィルラやミラーを製造する際のガラス基板の切り出し角度の精度や、誘電体多層膜の成膜状態により、第１段、第２段のバンドパスフィルタ４０３、４１３とエッジパスフィルタ４０５と第１の反射ミラー４０４とが、互いに平行でない場合もある。
また、図７では、第１段、第２段のバンドパスフィルタ４０３、４１３が、同一直線上に配置されている。しかし、第１段のバンドパスフィルタ４０３を透過した光と、第２段のバンドパスフィルタ４１３により反射された光が第１の反射ミラー４０４に入射し、第１段のバンドパスフィルタ４０３により反射された光と第２段のバンドパスフィルタ４１３を透過した光と第２段のバンドパスフィルタ４１３により反射された後に第１の反射ミラー４０４で折り返された光とがエッジパスフィルタ４０５に入力するならば、必ずしも第１段、第２段のバンドパスフィルタ４０３、４１３を同一直線上に配置する必要はない。
【００６９】
次に、光分波器の動作について説明する。
光ファイバ１の端面から出射された波長λ１〜λ６の６波長多重光は、レンズ２によりコリメートされ、第１段のバンドパスフィルタ４０３へ入射する。
【００７０】
第１段のバンドパスフィルタ４０３に入射した波長λ１〜λ６の６波長多重光のうち、波長λ１とλ６の光からなる第１の２波長多重光は、第１段のバンドパスフィルタ４０３により反射されてエッジパスフィルタ４０５へ入射し、残りの波長λ２〜λ５の光は、第１段のバンドパスフィルタ４０３を透過する。
【００７１】
第１段のバンドパスフィルタ４０３を透過した波長λ２〜λ５の光は、第１段のバンドパスフィルタ４０３により反射された第１の２波長多重光と略平行になるよう第１の反射ミラー４０４により折り返された後、第２段のバンドパスフィルタ４１３へ入射する。
【００７２】
第２段のバンドパスフィルタ４１３に入射した波長λ２〜λ５光のうち、波長λ３とλ４の光からなる第２の２波長多重光は、第２段のバンドパスフィルタ４１３を透過してエッジパスフィルタ３０５へ入射し、残りの波長λ２、λ５の光は、第２段のバンドパスフィルタ４１３により反射される。
【００７３】
第２段のバンドパスフィルタ４１３により反射された波長λ２、λ５の光からなる第３の２波長多重光は、第２段のバンドパスフィルタ４１３を透過した第２の２波長多重光と略平行になるよう第１の反射ミラー４０４により折り返された後、エッジパスフィルタ４０５へ入射する。
【００７４】
第１段のバンドパスフィルタ４０３により反射されてエッジパスフィルタ４０５に入射した波長λ１とλ６の光からなる第１の２波長多重光のうち、波長λ１の光はエッジパスフィルタ４０５を透過し、波長λ６の光はエッジパスフィルタ４０５により反射される。
また、第２段のバンドパスフィルタ４１３を透過してエッジパスフィルタ４０５に入射した波長λ３とλ４の光からなる第２の２波長多重光のうち、波長λ３の光はエッジパスフィルタ４０５を透過し、波長λ４の光はエッジパスフィルタ４０５により反射される。
更に、第１の反射ミラー４０４により最後に折り返されてエッジパスフィルタ４０５に入射した波長λ２とλ５の光からなる第３の２波長多重光のうち、波長λ２の光はエッジパスフィルタ４０５を透過し、波長λ５の光はエッジパスフィルタ４０５により反射される。
その結果、エッジパスフィルタ４０５から異なる６つの波長λ１〜λ６の光が分波して出射される。
【００７５】
エッジパスフィルタ４０５より出射される各波長の光は、図示していないレンズにより、出力用の光ファイバの端面や受光素子の受光部に集光される。
【００７６】
なお、図７に示すエッジパスフィルタ４０５は、図６に示す第３の透過特性３０７の誘電体多層膜により形成されるとした。しかし、エッジパスフィルタに入射する多重光を中央値λ＿ｍｅｄ３０８より短波長側の波長の光と長波長側の波長の光に分波することが可能であればよいので、例えば、図６に太い一点鎖線により示す第４の透過特性３０９のように、中央値λ＿ｍｅｄ３０８より長波長側の波長λ４〜λ６を含む透過波長帯域を有する誘電体多層膜を用いて形成してもよい。
【００７７】
以上のように、この発明の実施の形態４における光分波器は、複数の透過波長帯域が異なるバンドパスフィルタが透過波長帯域の広い順に配置される構成となっている。このような構成においても、従来６波長多重光を分波するために５個必要だったフィルタの枚数を３個に削減することができるという実施の形態３と同様の効果が得られる。
【００７８】
また、この発明の光分波器は、まず、光分波器にｍ段備えられているバンドパスフィルタにより、ｎ波長多重光を各波長の中央値より長波長側の１個の波長の光と短波長側の１個の波長の光からなるｍ個の２波長多重光と残りの光に分波し、その後、各波長の中央値にカットオフ波長を有するエッジパスフィルタにより、ｍ個の２波長多重光と残りの光を各波長の光に分波することを特徴とする。
そのため、バンドパスフィルタに入射した光から、各波長の中央値より長波長側の１個の波長の光と短波長側の１個の波長の光からなる２波長多重光を、反射、または透過により分波することが可能ならば、バンドパスフィルタの配置順はこの限りではない。
よって、例えば、８波長以上の多重光を分波する場合には、透過波長帯域の広いバンドパスフィルタと狭いバンドパスフィルタを交互に配置する構成としても、実施の形態３と同様の効果が得られる。
【００７９】
実施の形態５．
この発明の実施の形態５の構成を図６と図８に従って説明する。
この発明の実施の形態１〜４では、バンドパスフィルタにおいて反射または透過された光を、第１の反射ミラーにより折り返し、次段のバンドパスフィルタに入力させる構成の光分波器について説明したが、第１の反射ミラーは必ずしも必要ではない。そこで、実施の形態５では、第１の反射ミラーを備えていない光分波器の構成について説明する。
【００８０】
図８は、この発明を実施するための実施の形態５における分波器の構成を示す図である。図８に示す光分波器は、光ファイバ１、レンズ２、透過波長帯が異なる２つのバンドパスフィルタ５０３、５１３、２つのエッジパスフィルタ５０５、５１５を有し、光ファイバ１より出射される６波長多重光を、波長λ１〜λ６の光に分波して出力するものである。
【００８１】
図８を参照して、第１の反射ミラーを用いない光分波器の構成について説明する。
光ファイバ１は、波長λ１〜λ６の光が多重化された６波長多重光を端面より出射する。光ファイバ１の端面の前方に配置されたレンズ２によりコリメートされた光は第１段のバンドパスフィルタ５０３へ入射する。
【００８２】
第１段のバンドパスフィルタ５０３は、図６に太い実線で示す第２の透過特性３１６の誘電体多層膜５０３ｂをガラス基板５０３ａ上に成膜して形成される。
第１段のバンドパスフィルタ５０３を透過した光は、第２段のバンドパスフィルタ５１３に入射する。また、第１段のバンドパスフィルタ５０３により反射された光は、第１段のエッジパスフィルタ５０５に入射する。
【００８３】
第２段のバンドパスフィルタ５１３は、図６に細い実線で示す第１の透過特性３０６の誘電体多層膜５１３ｂをガラス基板５１３ａ上に成膜して形成される。
第２段のバンドパスフィルタ５１３を透過した光は、第２のエッジパスフィルタ５１５に入射する。また、第１段のバンドパスフィルタ５０３により反射された光は、第１のエッジパスフィルタ５０５に入射する。
【００８４】
第１、第２のエッジパスフィルタ５０５、５１５は、図６に示す第３の透過特性３０７の誘電体多層膜５０５ｂ、５１５ｂをガラス基板５０５ａ、５０５ａ上に成膜して形成される。
【００８５】
第１段、第２段のバンドパスフィルタ５０３、５１３と第１、第２のエッジパスフィルタ５０５、５１５は、光が所望の位置を通過しているか確認しながら、それぞれの位置、および角度を調節するアクティブ調芯を行った後、図示していない光透過部材に固定される。そのため、アクティブ調芯後には、第１段、第２段のバンドパスフィルタ５０３、５１３と第１、第２のエッジパスフィルタ５０５、５１５が、図８に示すように互いに平行な状態でなくなる場合もある。
【００８６】
次に、光分波器の動作について説明する。
光ファイバ１の端面から出射された波長λ１〜λ６の６波長多重光は、レンズ２によりコリメートされ、第１のバンドパスフィルタ５０３へ入射する。
【００８７】
第１段のバンドパスフィルタ５０３に入射した波長λ１〜λ６の６波長多重光のうち、波長λ１とλ６の光からなる第１の２波長多重光は、第１段のバンドパスフィルタ５０３により反射されて第１のエッジパスフィルタ５０５へ入射し、残りの波長λ２〜λ５の光は、第１段のバンドパスフィルタ５０３を透過して第２段のバンドパスフィルタ５１３へ入射する。
【００８８】
第２段のバンドパスフィルタ５１３に入射した波長λ２〜λ５の４波長多重光のうち、波長λ２、λ５の光からなる第２の２波長多重光は、第２段のバンドパスフィルタ５１３により反射されて第１のエッジパスフィルタ５０５へ入射し、残りの波長λ３、λ４の光からなる第３の２波長多重光は、第２段のバンドパスフィルタ５１３を透過して第２のエッジパスフィルタ５１５へ入射する。
【００８９】
第１段のバンドパスフィルタ５０３により反射されて第１のエッジパスフィルタ５０５に入射した波長λ１とλ６の光からなる第１の２波長多重光のうち、波長λ１の光は第１のエッジパスフィルタ５０５を透過し、波長λ６の光は第１のエッジパスフィルタ５０５により反射される。
また、第２段のバンドパスフィルタ５１３により反射されて第１のエッジパスフィルタ５０５に入射した波長λ２とλ５の光からなる第２の２波長多重光のうち、波長λ２の光は第２のエッジパスフィルタ５１５を透過し、波長λ５の光は第２のエッジパスフィルタ５１５により反射される。
更に、第２のバンドパスフィルタ５１３を透過して第２のエッジパスフィルタ５１５に入射した波長λ３とλ４の光からなる第３の２波長多重光のうち、波長λ３の光は第２のエッジパスフィルタ５１５を透過し、波長λ４の光は第２のエッジパスフィルタ５１５により反射される。
その結果、第１、第２のエッジパスフィルタ５０５、５１５から異なる６つの波長λ１〜λ６の光が分波して出射される。
【００９０】
なお、図８に示す第１、第２のエッジパスフィルタ５０５、５１５は、図６に示す第３の透過特性３０７の誘電体多層膜により形成されるとした。しかし、エッジパスフィルタに入射する多重光を中央値λ＿ｍｅｄ３０８より短波長側の波長の光と長波長側の波長の光に分波することが可能であればよいので、例えば、図６に太い一点鎖線により示す第４の透過特性３０９のように、中央値λ＿ｍｅｄ３０８より長波長側の波長λ４〜λ６を含む透過波長帯域を有する誘電体多層膜を用いて形成してもよい。
【００９１】
以上のように、この発明の実施の形態５における光分波器は、第１の反射ミラーを削除し、第２のエッジパスフィルタ５１５を新たに設けた構成となっている。このような構成においても、従来６波長多重光を分波するために５個必要だったフィルタの枚数を４個に削減することができるという効果が得られる。
【００９２】
なお、この発明の実施の形態５では、６波長多重光を分波する光分波器の構成について説明したが、これに限定されるものではなく、６波長以上の多重光であれば同様の効果を得ることができる。
【００９３】
実施の形態６．
この発明の実施の形態６の構成を図９と図２に従って説明する。
この発明の実施の形態１〜５では、光路を確認しながらフィルタの位置や角度を調整し、図示していない光透過部材にフィルタを固定する構成の光分波器について説明した。
しかし、この発明の実施の形態６では、反射ミラーとフィルタが略平行になるように予め固定されているフィルタユニットを複数組み合わせた構成の光分波器について説明する。
【００９４】
図９は、この発明の実施の形態６における分波器の構成を示す図である。図９に示す光分波器は、光ファイバ６０１、レンズ６０２、第１段のバンドパスフィルタ６１１と第１の反射ミラー６１２が設けられたバンドパスフィルタユニット６１０、エッジパスフィルタ６２１、６２２と第２の反射ミラー６２３、６２４が設けられたエッジパスフィルタユニット６２０を有し、光ファイバ６０１より出射される４波長多重光を、波長λ１〜λ４の光に分波して出力するものである。
【００９５】
図９を参照して、４波長多重光を分波する光分波器の構成について説明する。
光ファイバ６０１は、波長λ１〜λ４の光が多重化された４波長多重光を端面より出射する。光ファイバ６０１の端面の前方に配置されたレンズ６０２によりコリメートされた光はバンドパスフィルタユニット６１０へ入射する。
【００９６】
バンドパスフィルタユニット６１０は、第１の主面６１０ａと、第１の主面に対する裏側である第２の主面６１０ｂと、第１の主面６１０ａと第２の主面６１０ｂを繋ぐ側面からなる多面体形状であり、ガラス基板などの光透過部材により形成される。
バンドパスフィルタユニット６１０は、レンズ６０２によりコリメートされた光が所定の角度で入射するよう、レンズ６０２によりコリメートされた光の光路上に設けられる。
バンドパスフィルタユニット６１０に入射した光は、バンドパスフィルタユニット６１０の第１の主面６１０ａに設けられた第１段のバンドパスフィルタ６１１に入射する。
【００９７】
第１段のバンドパスフィルタ６１１は、図２に太い実線により示す第１の透過特性６の誘電体多層膜をガラス基板上に成膜して形成され、バンドパスフィルタユニット６１０に入射した光が、第１段のバンドパスフィルタユニット６１０の第１の主面６１０ａと交差する位置に固定されている。
【００９８】
第１段のバンドパスフィルタ６１１を透過した光は、エッジパスフィルタユニット６２０に入射する。また、第１段のバンドパスフィルタ６１１により反射された光は、第１の反射ミラー６１２により折り返された後、エッジパスフィルタユニット６２０に入射する。
【００９９】
第１の反射ミラー６１２は光反射膜をガラス基板上に成膜して形成され、第１段のバンドパスフィルタ６１１により反射された光がバンドパスフィルタユニット６１０の第２の主面６１０ｂと交差する位置に設けられる。また、第１の反射ミラー６１２は、第１段のバンドパスフィルタ６１１と平行に固定されている。
【０１００】
エッジパスフィルタユニット６２０は、第１の主面６２０ａと、第１の主面６２０ａに対する裏側である第２の主面６２０ｂと、第１の主面６２０ａと第２の主面６２０ｂを繋ぐ側面からなる多面体形状であり、ガラス基板などの光透過部材により形成される。
エッジパスフィルタユニット６２０は、第１段のバンドパスフィルタ６１１を透過した光と、第１の反射ミラー６１２により折り返された光が入射するよう、これらの光の光路上に設けられる。
第１段のバンドパスフィルタ６１１を透過してエッジパスフィルタユニット６２０に入射した光は、エッジパスフィルタユニット６２０の第１の主面６２０ａに設けられた一方のエッジパスフィルタ６２１に入射する。また、第１の反射ミラー６１２により折り返されてエッジパスフィルタユニット６２０に入射した光は、エッジパスフィルタユニット６２０の第１の主面６２０ａに設けられた他方のエッジパスフィルタ６２２に入射する。
【０１０１】
エッジパスフィルタ６２１、６２２は図２に破線により示す第２の透過特性７の誘電体多層膜をガラス基板上に成膜して形成され、エッジパスフィルタユニット６２０に入射した光が、エッジパスフィルタユニット６２０の第１の主面６２０ａと交差する位置に固定されている。
【０１０２】
エッジパスフィルタ６２１、６２２を透過した光は、それぞれレンズ６４０ａ、６４０ｃに入射する。また、エッジパスフィルタ６２１、６２２において反射された光は、第２の反射ミラー６２３、６２４により折り返された後、それぞれレンズ６４０ｂ、６４０ｄに入射する。
【０１０３】
第２の反射ミラー６２３、６２４は光反射膜をガラス基板上に成膜して形成され、エッジパスフィルタ６２１、６２２により反射された光がエッジパスフィルタユニット６２０の第２の主面６２０ｂと交差する位置にそれぞれ設けられる。また、第２の反射ミラー６２３、６２４は、エッジパスフィルタ６２１、６２２と平行に固定されている。
【０１０４】
レンズ６４０ａ〜６４０ｄを並べたレンズアレイ６４０は入射した光を各レンズの焦点位置６５０ａ〜６５０ｄに集光する。各レンズの焦点位置６５０ａ〜６５０ｄには図示していない受光素子の受光部、または出力用の光ファイバの端面などが設けられ、各波長に分波された光は受光素子または光ファイバなどに出力される。
【０１０５】
なお、エッジパスフィルタユニット６２０とレンズアレイ６４０の間に、屈折による光の曲がりを補正するプリズム６３０を設けてもよい。
【０１０６】
次に、光分波器の動作について説明する。
光ファイバ６０１の端面から出射された波長λ１〜λ４の４波長多重光は、レンズ６０２によりコリメートされ、バンドパスフィルタユニット６１０に設けられた第１段のバンドパスフィルタ６１１へ入射する。
【０１０７】
第１段のバンドパスフィルタ６１１に入射した波長λ１〜λ４の４波長多重光のうち、波長λ２とλ３の光からなる第１の２波長多重光は第１段のバンドパスフィルタ６１１を透過し、残りの波長λ１とλ４の光は第１段のバンドパスフィルタ６１１により反射される。
第１段のバンドパスフィルタ６１１を透過した波長λ２とλ３の光からなる第１の２波長多重光は、エッジパスフィルタユニット６２０に設けられたエッジパスフィルタ６２１に入射する。
一方、第１段のバンドパスフィルタ６１１により反射された残りの波長λ１とλ４の光からなる第２の２波長多重光は、第１の反射ミラー６１２により、第１段のバンドパスフィルタ６１１を透過した光と平行に折り返された後、エッジパスフィルタユニット６２０に設けられたエッジパスフィルタ６２２に入射する。
このとき、第１段のバンドパスフィルタ６１１と第１の反射ミラー６１２が互いに平行になるよう予め固定されているため、バンドパスフィルタユニット６１０に入射して第１段のバンドパスフィルタ６１１を透過した第１の２波長多重光と、第１段のバンドパスフィルタ６１１により反射された後に第１の反射ミラーにより折り返された第２の２波長多重光は、互いに平行になる。
【０１０８】
エッジパスフィルタ６２１に入射した波長λ２とλ３の光からなる２波長多重光のうち、波長λ２の光はエッジパスフィルタ６２１を透過し、波長λ３の光は反射される。
エッジパスフィルタ６２１を透過した波長λ２の光は、プリズム６３０に入射する。そして、エッジパスフィルタ６２１により反射された波長λ３の光は、第２の反射ミラー６２３により折り返された後、プリズム６３０に入射する。
このとき、エッジパスフィルタ６２１と第２の反射ミラー６２３が互いに平行になるよう予め固定されているため、エッジパスフィルタユニット６２０に入射してエッジパスフィルタ６２１を透過した光と、バンドパスフィルタ６２１により反射されて第２の反射ミラーにより折り返された光とは、互いに平行になる。
【０１０９】
同様に、他方のエッジパスフィルタ６２２に入射した波長λ１とλ４の光からなる第２の２波長多重光は、互いに平行な波長λ１の光と波長λ４の光に分波され、波長λ１とλ４の光はプリズム６３０に入射する。
【０１１０】
４個の異なる波長λ１〜λ４の光は、プリズム６３０により屈折による曲がりが補正され、それぞれレンズ６４０ａ〜６４０ｄに入射する。レンズ６４０ａ〜６４０ｄに入射した光は、焦点位置６５０ａ〜６５０ｄに集光される。
【０１１１】
なお、図９に示すエッジパスフィルタ６２１、６２２は、図２に示す第２の透過特性７の誘電体多層膜により形成されるとした。しかし、エッジパスフィルタに入射する多重光を中央値λ＿ｍｅｄ８より短波長側の波長の光と長波長側の波長の光に分波することが可能であればよいので、例えば、図２に一点鎖線により示す第３の透過特性９のように、中央値λ＿ｍｅｄ８より長波長側の波長λ３、λ４を含む透過波長帯域を有する誘電体多層膜を用いて形成してもよい。
【０１１２】
次に、この発明の実施の形態６の光分波器における、光路の調整方法について説明する。
この発明の実施の形態６で用いられるバンドパスフィルタユニットとエッジパスフィルタユニットは、第１の主面と第２の主面に設けられたフィルタと反射ミラーが互いに平行になるよう、予め調整されている。そのため、各フィルタユニットに入射する光と出射する光は、常に平行になる。
また、レンズ６４０ａ〜６４０ｄは、レンズの光軸と平行な光がレンズの開口内に入射した場合には、入射した光を焦点位置６５０ａ〜６５０ｄに集光させる。そのため、レンズに入射した光が集光する位置は、レンズの中心に対する光の入射位置と、レンズの光軸に対する光の入射角により決まる。
【０１１３】
よって、図９に示す構成の光分波器において、予め決められている焦点位置６５０ａ〜６５０ｄに各波長の光が集光するよう調整するには、エッジパスフィルタユニット６２０から出射される互いに平行な４個の異なる波長λ１〜λ４の光が、レンズ６４０ａ〜６４０ｄの開口内に、レンズアレイ６４０の光軸に対して所定の入射角以内で入射するよう調整すればよい。つまり、この発明の実施の形態６の光分波器は、１度の調芯により、４個の光路を調整することができる。１度の調芯で光路を調整する方法の詳細については後述する。
【０１１４】
なお、この発明の実施の形態６では、エッジパスフィルタ６２１、６２２と第２の反射ミラー６２３、６２４をそれぞれ２個備えた構成の光分波器について説明した。
しかし、光の入射方向におけるエッジパスフィルタユニット６２０の厚さＴ２を、バンドパスフィルタユニット６１０の厚さＴ１より厚くすることにより、第１の反射ミラー６１２により折り返される光が、エッジパスフィルタ６２１に入射する光と第２の反射ミラー６２３により折り返される光の間を通過するようになる。そのため、エッジパスフィルタ６２１、６２２、および第２の反射ミラー６２３、６２４をそれぞれ一体化した構成とすることが可能になり、光学部品数を削減することができる。
【０１１５】
ここで、図１０〜１３を用いて、レンズ６４０ａ〜６４０ｄに入射し、焦点位置６５０ａ〜６５０ｄに集光される４個の異なる波長λ１〜λ４の光の光路とレンズ６４０ａ〜６４０ｄや焦点位置６５０ａ〜６５０ｄの公差について考察する。
上述したように、図９に示すレンズ６４０ａ〜６４０ｄに入射した光の焦点位置を変化させる要因は、レンズ６４０ａ〜６４０ｄの光軸６４１ａ〜６４１ｄに対する入射角のずれと、レンズ６４０ａ〜６４０ｄの中心に対する入射位置のずれである。
【０１１６】
まず、レンズの光軸に対する光の入射角のずれについて説明する。
以下では、図９に示すエッジパスフィルタ６２１と第２の反射ミラー６２３により分派された波長λ３、λ２の光の光路を用いて説明する。バンドパスフィルタ６１１やエッジパスフィルタ６２２により分派される光についても同様のことが成り立つが、ここでは説明を省略する。
図１０は、この発明の実施の形態６の光分波器のエッジパスフィルタユニット６２０に入射してエッジパスフィルタ６２１を透過する透過光８０３と、エッジパスフィルタ６２１により反射された後、第２の反射ミラー６２３に入射する入射光８０５と、第２の反射ミラー６２３により折り返される反射光８０４の光路を示す図である。
【０１１７】
エッジパスフィルタユニット６２０に入射する光の光路に対し、エッジパスフィルタ６２１をθ１、第２の反射ミラー６２３をθ２、それぞれ傾斜させて設置する。
このとき、図１０を参照して、透過光８０３に対する反射光８０４の平行からのずれθ３は、第２の反射ミラー６２３による反射光８０４の反射角θ４と第２の反射ミラー６２３の設置角度θ２の差により求められる。第２の反射ミラー６２３による反射光８０４の反射角θ４は、第２の反射ミラー６２３への入射光８０５の入射角θ５と等しい。また、入射角θ５は、エッジパスフィルタ６２１と平行になるように第２の反射ミラー６２３を設置したとき（θ２＝θ１としたとき）に、第２の反射ミラー６２３への入射光８０５と反射光８０６が成す角θ６から第２の反射ミラー６２３の設置角度θ２を差し引いた角度に等しい。更に、第２の反射ミラー６２３への入射光８０５と反射光８０６が成す角θ６は、エッジパスフィルタ６２１により反射される光の入射角と反射角の和である（２×θ１）に等しい。
よって、透過光８０３に対する反射光８０４の平行からのずれθ３は、数２により表される。このときΔθはエッジパスフィルタ６２１と第２の反射ミラー６２３の傾斜角度の差、つまりエッジパスフィルタ６２１と第２の反射ミラー６２３の相対的な傾斜角度を表す。
【０１１８】
【数２】
【０１１９】
この発明の実施の形態６の光分波器においては、エッジパスフィルタ６２１と第２の反射ミラー６２３が予めエッジパスフィルタユニット６２０に固定されているため、エッジパスフィルタ６２１と第２の反射ミラー６２３の傾斜角度の差Δθは、常に一定である。そのため、透過光８０３に対する反射光８０４の平行からのずれθ３は、エッジパスフィルタユニット６２０の設置角度に依らず、常に一定である。透過光８０３に対する反射光８０４の平行からのずれθ３は、透過光８０３がレンズの光軸と平行にレンズに入射したときの、レンズの光軸に対する反射光８０４の入射角のずれに相当する。従って、レンズ６４０ａ、６４０ｂの光軸に対する入射角のずれは、エッジパスフィルタ６２１と第２の反射ミラー６２３の傾斜角度の差Δθのみにより決まる。
【０１２０】
次に、エッジパスフィルタ６２１と第２の反射ミラー６２３の傾斜角度の差Δθとレンズ６４０ａ、６４０ｂの焦点位置の移動量の関係について説明する。レンズの焦点距離がｆの場合、レンズの焦点位置の移動量ｄは数３により求まる。
【０１２１】
【数３】
【０１２２】
図１１は、エッジパスフィルタ６２１と第２の反射ミラー６２３の傾斜角度の差Δθとレンズ６４０ｂの焦点位置の移動量ｄの関係を示すグラフである。このときレンズ６４０ａ、６４０ｂの焦点距離ｆは１ｍｍで、エッジパスフィルタ６２１の透過光８０３の入射角はレンズ６４０ａの光軸に一致しているものとする。グラフの横軸はΔθ、縦軸は焦点位置の移動量ｄで、例えば、Δθが１分以下の場合、焦点位置の移動量は１μｍ以下となる。一方、図９に示した構成の光分波器では、バンドパスフィルタ６１１とエッジパスフィルタ６２１、６２２を用いて入射光を２回分波する。そのため、焦点位置の移動量は最大で２倍の２μｍ弱となる。この移動量は、光を集光する受光素子の受光部の大きさに対して十分小さい。よって、図９に示した構成の光分波器において、バンドパスフィルタ６１１と第１の反射ミラー６１２や、エッジパスフィルタ６２１、６２２と第２の反射ミラー６２３、６２４の傾斜角度に１分程度の差が生じたとしても、受光素子の受光部への光の結合は可能と言える。
【０１２３】
次に、レンズの中心に対する光の入射位置のずれについて説明する。
以下においても、図９に示すエッジパスフィルタ６２１と第２の反射ミラー６２３により分派された波長λ３、λ２の光の光路を用いて説明する。
図１２は、この発明の実施の形態６の光分波器のエッジパスフィルタユニット６２０の設置角度がずれ、エッジパスフィルタ６２１への光の入射角度がθｉｎ変化した場合の光路を図１０に書き加えた図である。エッジパスフィルタ６２１への光の入射角度がθｉｎ変化したとき、エッジパスフィルタ６２１を透過する透過光８１３と、エッジパスフィルタ６２１により反射された後、第２の反射ミラー６２３に入射する入射光８１５と、第２の反射ミラー６２３により折り返される反射光８１４は、何れも図１２中に一点差線で示されている。
【０１２４】
エッジパスフィルタ６２１と第２の反射ミラー６２３は、エッジパスフィルタユニット６２０に予め固定されているため、エッジパスフィルタ６２１と第２の反射ミラー６２３の傾斜角度の差Δθは、エッジパスフィルタユニット６２０の設置角度に依らず一定で変化しない。そのため、エッジパスフィルタ６２１への光の入射角度がθｉｎ変化しても、エッジパスフィルタ６２１の透過光８１３に対する反射光８１４の射出角度の平行からのずれθ３は変化しない。しかし、エッジパスフィルタ６２１への光の入射角度がθｉｎ変化することにより、エッジパスフィルタ６２１において反射された光が第２の反射ミラー６２３に入射する角度もθｉｎ変化する。そのため、第２の反射ミラー６２３への入射光８１５の入射角θ５´、第２の反射ミラー６２３による反射光８１４の反射角θ４´、第２の反射ミラー６２３による反射光８１４がバンドパスフィルタユニット６２０から出射する角度θ３´も、数４のように、それぞれθｉｎ変化する。
【０１２５】
【数４】
【０１２６】
その結果、エッジパスフィルタユニット６２０から射出される透過光８０３と反射光８０４の間隔も変化する。
【０１２７】
図１２を参照して、Ｌ１とＬ２はエッジパスフィルタユニット６２０から一定距離離れた位置における透過光８０３と反射光８０４の間隔を示している。Ｌ１はエッジパスフィルタ６２１への光の入射角が変化する前の透過光８０３と反射光８０４の間隔、Ｌ２はエッジパスフィルタ６２１への光の入射角がθｉｎ変化したときの透過光８１３と反射光８１４の間隔をそれぞれ示している。このように、エッジパスフィルタユニット６２０の設置角度により、透過光８１３と反射光８１４の光路の間隔が変化し、その結果、レンズ６４０ａ、６４０ｂの中心に対する光の入射位置がずれる。
【０１２８】
図１３は、エッジパスフィルタ６２１への光の入射角度のずれθｉｎと、レンズアレイ６４０の配置位置における透過光８１３と反射光８１４のビーム間隔の変化量との関係を、エッジパスフィルタ６２１と第２の反射ミラー６２３の傾斜角度の差Δθを−１分から１分まで変化させた場合について示した図である。このときのエッジパスフィルタユニット６２０の厚さ、つまり、図１２を参照して、エッジパスフィルタ６２１を設けた面と第２の反射ミラー６２３を設けた面との間の距離ｔ１を８ｍｍ、エッジパスフィルタユニット６２０からレンズ６４０ｂまでの距離ｔ２を９ｍｍとした。
【０１２９】
図１３のグラフの縦軸に示すビーム間隔の変化量は、エッジパスフィルタ６２１の透過光８１３がレンズ６４０ａの中心に入射するように調整した光分波器において、第２の反射ミラー６２３により折り返される反射光８１４がレンズ６４０ｂに入射したときに、その入射位置がレンズ６４０ｂの中心からずれる量に相当する。図１３は、例えば、エッジパスフィルタ６２１と第２の反射ミラー６２３の傾斜角度の差Δθ＝０と仮定すると、エッジパスフィルタ６２１へ入射する入射光８１３の入射角度が５〜６分ずれたとき、エッジパスフィルタ６２１の反射光８１４がレンズ６４０ｂに入射する位置は、レンズ６４０ｂの中心から２０〜３０μｍ程度ずれることを表している。直径が数百μｍのレンズ開口に対し、光の入射位置の許容誤差（トレランス）が１０％（数十μｍ）程度であると想定すると、エッジパスフィルタ６２１への光の入射角度のずれθｉｎ、つまりエッジパスフィルタユニット６２０の設置角度のずれは、５〜６分程度まで許容できると言える。
【０１３０】
図９に示した構成の光分波器では、バンドパフィルタ６１１とエッジパスフィルタ６２１、６２２を用いて入射光を２回分波する。そして、バンドパフィルタユニット６１０とエッジパスフィルタユニット６２０をそれぞれ２〜３分の角度精度で切り出し、各フィルタユニット６１０、６２０にフィルタ６１１、６２１、６２２と反射ミラー６１２、６２３、６２４とが互いに略平行になるように固定されている。また、４個のレンズ６４０ａ〜６４０ｄを並べたレンズアレイ６４０と、４個の受光素子６５０ａ〜６５０ｄを並べた受光素子アレイ６５０が組み合されている。
このような構成の光分波器においてアクティブ調芯を行うには、４個の異なる波長の光のうちいずれか1個の波長の光が受光素子の受光部に集光されるように、レンズ、受光素子の位置を調整すると同時に、４個の異なる波長の光の中心を結ぶ軸６６０と、４個のレンズ６４０ａ〜６４０ｄの中心を結ぶ軸６７０と、４個の受光素子の中心を結ぶ軸６８０とが平行になるよう調整する。つまり、１回のアクティブ調芯のみで４個の波長の光をそれぞれ受光素子へ結合させることができる。
【０１３１】
実施の形態７．
この発明の実施の形態７の構成を図１４と図１５に従って説明する。
この発明の実施の形態６では、フィルタユニット６１０、６２０の第１の主面６１０ａ、６２０ａと第２の主面６１０ｂ、６２０ｂに、フィルタ６１１、６２１、６２２と反射ミラー６１２、６２３、６２４が、互いに略平行になるように予め固定されていた。しかし、実施の形態７では、フィルタユニットの第１および第２の主面に、直接、フィルタや反射ミラーを形成する誘電体多層膜や光反射膜を成膜することにより、互いに平行なフィルタと反射ミラーを形成する点が実施の形態６と異なる。
【０１３２】
図１４は、この発明の実施の形態７の光分波器を構成するバンドパスフィルタユニットの製造方法を説明する図である。図１５は、この発明の実施の形態７の光分波器を構成するエッジパスフィルタユニットの製造工程を説明する図である。
【０１３３】
まず、図１４を参照して、バンドパスフィルタユニットの構成と製法の一例について説明する。
初めに、第１の主面９１１と第２の主面９１２の平行からのずれが１分以下で、所望の厚みＴ１を有するガラス基板９１０の第１の主面９１１に図２に太い実線により示す第１の透過特性６の誘電体多層膜９２０が、第２の主面９１２に光反射膜９３０がそれぞれ成膜される（図１４（ａ））。
次に、所望の光入射位置の膜を残すように、誘電体多層膜９２０と光反射膜９３０の一部がエッチングにより除去される（図１４（ｂ））。
最後に、ガラス基板９１０は、図１４中にＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃで示した面で切断され、切断面が研磨される（図１４（ｃ））。
以上の工程により、バンドパスフィルタユニット９１３が形成される（図１４（ｄ））。
第１の主面９１１に残された誘電体多層膜９２１はバンドパスフィルタとして、第２の主面９１２に残された光反射膜９３１は第１の反射ミラーとしてそれぞれ機能する。
【０１３４】
次に、図１５を参照して、エッジパスフィルタユニットの構成と製法の一例について説明する。
初めに、第１の主面９４１と第２の主面９４２の平行からのずれが１分以下で、所望の厚みＴ２を有するガラス基板９４０の第１の主面９４１に、図２に破線により示す第２の透過特性７の誘電体多層膜９５０が、第２の主面９４２には光反射膜９６０がそれぞれ成膜される（図１５（ａ））。
次に、所望の光入射位置の膜を残すように、誘電体多層膜９５０と光反射膜９６０の一部がエッチングにより除去される（図１５（ｂ））。
最後に、ガラス基板９４０は、図１５中にＤ−Ｄ、Ｅ−Ｅで示した面で切断され、切断面が研磨される（図１５（ｃ））。
以上の工程により、エッジパスフィルタユニット９４３が形成される（図１５（ｄ））。
第１の主面９４１に残された誘電体多層膜９５１、９５２はバンドパスフィルタとして、第２の主面９４２に残された光反射膜９６１、９６２は第２の反射ミラーとしてそれぞれ機能する。
【０１３５】
以上のような構成のフィルタユニットを備えた光分波器においては、各フィルタユニットとして用いられるガラス基板９１０、９４０は、第１の主面と第２の主面との平行からのずれが１分以下であることが予め保証されている。そのため、ガラス基板９１０、９４０の第１の主面と第２の主面に、高精度な平面を有するフィルタやミラーを形成することが容易で、フィルタと反射ミラーとを数十秒の精度で平行化することが可能と考えられる。
よって、ガラス基板９１０、９４０の切断面９１４、９４４における角度の公差が２〜３分程度となることを考慮すると、以上のような構成の２個のフィルタユニットを用いた光分波器は、切断面９１４、９４４を基準面に突き当てる突き当て調芯により、４〜６分程度の精度で組み立てることが可能である。
【０１３６】
また、ガラス基板９１０、９４０上に成膜する誘電体多層膜９２０、９５０は、ガラス基板９１０、９４０が厚いほど、ガラスと誘電体多層膜の熱膨張率の差による熱応力の影響を受けにくくなり、撓みが生じにくくなる。そのため、図１４、１５に示すように、厚みのあるガラス基板９１０、９４０上に直接成膜した状態の誘電体多層膜９２０、９５０をフィルタとして用いることにより、フィルタの撓みを小さくすることができる。具体的には、ガラスの厚みと誘電体多層膜の撓みは二乗の関数で表され、ガラスの厚みが２倍になると、誘電体多層膜の撓みが１／４に軽減される。
【０１３７】
なお、透過波長帯域が異なるバンドパスフィルタを複数段用いる光分波器においては、ガラス基板の同一面に異なる特性の誘電体多層膜を形成することが困難なため、１段分のバンドパスフィルタと第１の反射ミラーを備えたバンドパスフィルタユニットを複数個組み合わせる構成とすればよい。
図１６は、バンドパスフィルタユニットを複数個組み合わせた光分波器の構成の一例を示す図である。図１６に示す光分波器は、光ファイバ７０１、レンズ７０２、第１のバンドパスフィルタユニット７１０、第２のバンドパスフィルタユニット７２０、エッジパスフィルタユニット７３０を有し、光ファイバ７０１より出射される６波長多重光を、波長λ１〜λ６の光に分波して出力するものである
【０１３８】
第１のバンドパスフィルタユニット７１０の第１の主面７１０ａには、図６に細い実線で示す第１の透過特性３０６の誘電体多層膜７１１が、第２の主面７１０ｂには、光反射膜７１２がそれぞれ成膜される。第２のバンドパスフィルタユニット７２０の第１の主面７２０ａには、図６に太い実線により示す第２の透過特性３１６の誘電体多層膜７２１が、第２の主面７２０ｂには、光反射膜７２２がそれぞれ成膜される。誘電体多層膜７１１、７２１はバンドパスフィルタとして、光反射膜７１２、７２２は第１の反射ミラーとしてそれぞれ機能する。
【０１３９】
第１のバンドパスフィルタユニット７１０は、光ファイバ７０１の端面の前方に配置されたレンズ７０２によりコリメートされた光が所定の角度で入射するよう、レンズ７０２によりコリメートされた光の光路状に設けられる。
第１のバンドパスフィルタユニット７１０に入射した光は、第１のバンドパスフィルタユニット７１０の第１の主面７１０ａに設けられた誘電体多層膜７１１に入射する。
誘電体多層膜７１１を透過した光は、エッジパスフィルタユニット７３０に入射する。また、誘電体多層膜７１１により反射された光は、第１のバンドパスフィルタユニット７１０の第２の主面７１０ｂに設けられた光反射膜７１２により折り返された後、第２のバンドパスフィルタユニット７２０に入射する。
【０１４０】
第２のバンドパスフィルタユニット７２０に入射した光は、第２のバンドパスフィルタユニット７２０の第１の主面７２０ａに設けられた誘電体多層膜７２１に入射する。
誘電体多層膜７２１を透過した光は、エッジパスフィルタユニット７３０に入射する。また、誘電体多層膜７２１により反射された光は、第２のバンドパスフィルタユニット７２０の第２の主面７２０ｂに設けられた光反射膜７２２により折り返された後、エッジパスフィルタユニット７３０に入射する。
【０１４１】
エッジパスフィルタユニット７３０の第１の主面７３０ａには、図６に破線で示す第３の透過特性３０７の誘電体多層膜７３１、７３２、７３３が、第２の主面７３０ｂには、光反射膜７３４、７４５、７４６がそれぞれ成膜されている。誘電体多層膜７３１、７３２、７３３はエッジパスフィルタとして、光反射膜７３４、７４５、７４６は第２の反射ミラーとしてそれぞれ機能する。
【０１４２】
エッジパスフィルタユニット７３０は、第１のバンドパスフィルタユニット７１０の第１の主面７１０ａに設けられた誘電体多層膜７１１を透過した光と、第２のバンドパスフィルタユニット７２０の第１の主面７２０ａに設けられた誘電体多層膜７２１を透過した光と、第２のバンドパスフィルタユニット７２０の第２の主面７２０ｂに設けられた光反射膜７２２により折り返された光が入射するよう、これらの光の光路上に設けられる。
エッジパスフィルタユニット７３０に入射した光は、エッジパスフィルタユニット７３０の第１の主面７３０ａに設けられた誘電体多層膜７３１、７３２、７３３に入射する。
【０１４３】
エッジパスフィルタユニット７３０の第１の主面７３０ａに設けられた誘電体多層膜７１１を透過した光は、それぞれレンズ７５０ａ、７５０ｃ、７５０ｅに入射する。また、エッジパスフィルタユニット７３０の第２の主面７３０ｂに設けられた誘電体多層膜７３１、７３２、７３３により反射された光は、エッジパスフィルタユニット７３０の第２の主面７３０ｂに設けられた光反射膜７３４、７３５、７３６により折り返された後、それぞれレンズ７５０ｂ、７５０ｄ、７５０ｆに入射する。
【０１４４】
以上のような構成とすることにより、バンドパスフィルタユニット７１０、７２０やエッジパスフィルタユニット７３０の第１、第２の主面に、直接、誘電体多層膜や光反射膜を成膜してバンドパスフィルタやエッジパスフィルタやミラーを形成する場合であっても、透過波長帯域が異なるバンドパスフィルタを複数段用いた光分波器を実現することができる。
【符号の説明】
【０１４５】
１ 光ファイバ、２ レンズ、３ バンドパスフィルタ、３ａ ガラス基板、３ｂ 誘電体多層膜、４ 第１の反射ミラー、４ａ ガラス基板、４ｂ 光反射膜、５ エッジパスフィルタ、５ａ ガラス基板、５ｂ 誘電体多層膜、８ 中央値。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ個の異なる波長の光を含むｎ波長多重光を各波長の光に分波して出力する分波器であって、
入力された光のうち前記ｎ個の異なる波長の略中央値より短波長側のｉ個の波長と長波長側のｉ個の波長とを含む透過波長帯域を有し、前記透過波長帯域に含まれる波長の光を透過し、その他の波長の光を反射する特性を有するバンドパスフィルタをｍ段備え、
前記ｎ波長多重光が前記１段目のバンドパスフィルタに入力され、
前記１段目からｍ段目のバンドパスフィルタにおいて透過された光または反射された光の何れか一方の光が、前記中央値より短波長側の１個の波長の光と長波長側の１個の波長の光からなる２波長多重光であり、他方の光が、前記入力された光から前記２波長多重光を除いた残りの光で、かつ次段のバンドパスフィルタに入力され、
前記中央値より短波長側の波長または長波長側の波長の何れか一方の波長の光を透過し、他方の波長の光を反射する特性を有し、前記１段目からｍ段目のバンドパスフィルタにおける前記一方の光と前記ｍ段目のバンドパスフィルタにおける前記他方の光が入力され、これらの光を各波長の光に分波するエッジパスフィルタを備えた光分波器。
（ただし、ｎは４以上の整数、ｉは１以上ｍ以下の整数、ｍは（（ｎ／２）−１）でｎが奇数の場合は小数点以下切り上げ。）
【請求項２】
各バンドパスフィルタにおいて透過または反射された光を折り返して互いに平行にする第１の反射ミラーを有することを特徴とする請求項１に記載の光分波器。
【請求項３】
各バンドパスフィルタにおいて透過または反射された光を折り返して互いに平行にする第１の反射ミラーと、
エッジパスフィルタにおいて透過または反射された光を折り返して互いに平行にする第２の反射ミラーを有することを特徴とする請求項１に記載の光分波器。
【請求項４】
第１の主面と前記第１の主面に対する裏面である第２の主面、および前記第１の主面と第２の主面とを繋ぐ側面からなるｍ個のバンドパスフィルタユニットと、
第１の主面と前記第１の主面に対する裏面である第２の主面、および前記第１の主面と第２の主面とを繋ぐ側面からなるエッジパスフィルタユニットとを有し、
前記ｍ個のバンドパスフィルタユニットの第１の主面にバンドパスフィルタがそれぞれ設けられ、前記バンドパスフィルタにおいて反射された光が前記バンドパスフィルタユニットの第２の主面と交差する位置には前記バンドパスフィルタと平行に第１の反射ミラーが設けられ、
前記エッジパスフィルタユニットの第１の主面にエッジパスフィルタが設けられ、前記エッジパスフィルタにおいて反射された光が前記エッジパスフィルタユニットの第２の主面と交差する位置には前記エッジパスフィルタと平行に第２の反射ミラーが設けられ、
前記ｍ個のバンドパスフィルタが同一平面内に配置され、前記ｍ個のバンドパスフィルタと前記エッジパスフィルタが互いに平行に配置されることを特徴とする請求項３に記載の光分波器。
【請求項５】
バンドパスフィルタユニットとエッジパスフィルタユニットは、第１の主面と第２の主面が平行で所望の厚さを有する光透過部材からなり、
前記バンドパスフィルタユニットの第１の主面に設けられたバンドパスフィルタは誘電体多層膜により形成され、前記バンドパスフィルタユニットの第２の主面に設けられた第１の反射ミラーは高反射膜により形成され、
前記エッジパスフィルタユニットの第１の主面に設けられたエッジパスフィルタは誘電体多層膜により形成され、前記エッジパスフィルタユニットの第２の主面に設けられた第２の反射ミラーは高反射膜により形成されることを特徴とする請求項４に記載の光分波器。
【請求項１】
ｎ個の異なる波長の光を含むｎ波長多重光を各波長の光に分波して出力する分波器であって、
入力された光のうち前記ｎ個の異なる波長の略中央値より短波長側のｉ個の波長と長波長側のｉ個の波長とを含む透過波長帯域を有し、前記透過波長帯域に含まれる波長の光を透過し、その他の波長の光を反射する特性を有するバンドパスフィルタをｍ段備え、
前記ｎ波長多重光が前記１段目のバンドパスフィルタに入力され、
前記１段目からｍ段目のバンドパスフィルタにおいて透過された光または反射された光の何れか一方の光が、前記中央値より短波長側の１個の波長の光と長波長側の１個の波長の光からなる２波長多重光であり、他方の光が、前記入力された光から前記２波長多重光を除いた残りの光で、かつ次段のバンドパスフィルタに入力され、
前記中央値より短波長側の波長または長波長側の波長の何れか一方の波長の光を透過し、他方の波長の光を反射する特性を有し、前記１段目からｍ段目のバンドパスフィルタにおける前記一方の光と前記ｍ段目のバンドパスフィルタにおける前記他方の光が入力され、これらの光を各波長の光に分波するエッジパスフィルタを備えた光分波器。
（ただし、ｎは４以上の整数、ｉは１以上ｍ以下の整数、ｍは（（ｎ／２）−１）でｎが奇数の場合は小数点以下切り上げ。）
【請求項２】
各バンドパスフィルタにおいて透過または反射された光を折り返して互いに平行にする第１の反射ミラーを有することを特徴とする請求項１に記載の光分波器。
【請求項３】
各バンドパスフィルタにおいて透過または反射された光を折り返して互いに平行にする第１の反射ミラーと、
エッジパスフィルタにおいて透過または反射された光を折り返して互いに平行にする第２の反射ミラーを有することを特徴とする請求項１に記載の光分波器。
【請求項４】
第１の主面と前記第１の主面に対する裏面である第２の主面、および前記第１の主面と第２の主面とを繋ぐ側面からなるｍ個のバンドパスフィルタユニットと、
第１の主面と前記第１の主面に対する裏面である第２の主面、および前記第１の主面と第２の主面とを繋ぐ側面からなるエッジパスフィルタユニットとを有し、
前記ｍ個のバンドパスフィルタユニットの第１の主面にバンドパスフィルタがそれぞれ設けられ、前記バンドパスフィルタにおいて反射された光が前記バンドパスフィルタユニットの第２の主面と交差する位置には前記バンドパスフィルタと平行に第１の反射ミラーが設けられ、
前記エッジパスフィルタユニットの第１の主面にエッジパスフィルタが設けられ、前記エッジパスフィルタにおいて反射された光が前記エッジパスフィルタユニットの第２の主面と交差する位置には前記エッジパスフィルタと平行に第２の反射ミラーが設けられ、
前記ｍ個のバンドパスフィルタが同一平面内に配置され、前記ｍ個のバンドパスフィルタと前記エッジパスフィルタが互いに平行に配置されることを特徴とする請求項３に記載の光分波器。
【請求項５】
バンドパスフィルタユニットとエッジパスフィルタユニットは、第１の主面と第２の主面が平行で所望の厚さを有する光透過部材からなり、
前記バンドパスフィルタユニットの第１の主面に設けられたバンドパスフィルタは誘電体多層膜により形成され、前記バンドパスフィルタユニットの第２の主面に設けられた第１の反射ミラーは高反射膜により形成され、
前記エッジパスフィルタユニットの第１の主面に設けられたエッジパスフィルタは誘電体多層膜により形成され、前記エッジパスフィルタユニットの第２の主面に設けられた第２の反射ミラーは高反射膜により形成されることを特徴とする請求項４に記載の光分波器。
【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】
【公開番号】特開２０１２−１１８１１３（Ｐ２０１２−１１８１１３Ａ）
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６５２４２（Ｐ２０１０−２６５２４２）
【出願日】平成２２年１１月２９日（２０１０．１１．２９）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２９日（２０１０．１１．２９）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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