波長合分波モジュール、受信モジュール、送信モジュールおよび製造方法
【課題】使用するコリメートレンズの数を減らし、小型化を図ること。
【解決手段】波長合分波モジュール１００は、レンズ１２０と、多層膜フィルタ部材１３０と、レンズ１４０と、を備える。レンズ１２０は、異なる複数の波長からなる合波光をコリメートする位置に設けられる。多層膜フィルタ部材１３０は、互いに異なる角度を有して配置された複数のフィルタ膜１３１〜１３３から形成され、レンズ１２０によってコリメートされる合波光が斜めに入射および出射の少なくとも１つを行う位置に設けられ、合波光を波長毎に分波して、分波したそれぞれの分波光を反射させる。レンズ１４０は、多層膜フィルタ部材１３０によって反射したそれぞれの分波光をそれぞれ異なる位置に集光する位置に設けられる。
【解決手段】波長合分波モジュール１００は、レンズ１２０と、多層膜フィルタ部材１３０と、レンズ１４０と、を備える。レンズ１２０は、異なる複数の波長からなる合波光をコリメートする位置に設けられる。多層膜フィルタ部材１３０は、互いに異なる角度を有して配置された複数のフィルタ膜１３１〜１３３から形成され、レンズ１２０によってコリメートされる合波光が斜めに入射および出射の少なくとも１つを行う位置に設けられ、合波光を波長毎に分波して、分波したそれぞれの分波光を反射させる。レンズ１４０は、多層膜フィルタ部材１３０によって反射したそれぞれの分波光をそれぞれ異なる位置に集光する位置に設けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、多層膜フィルタ部材を備えた波長合分波モジュール、受信モジュール、送信モジュールおよび多層膜フィルタ部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ：非対称デジタル加入者線）や光ファイバなど、アクセス網におけるブロードバンドの普及に伴ってメトロ網のトラフィックが増加している。これに対応して、４０Ｇｂｐｓ，１００Ｇｂｐｓなどの高速な光伝送を低コストで実現する技術の検討がなされている。
【０００３】
たとえば、コスト低下と普及が進みつつある１０Ｇｂｐｓの伝送機器の技術を活用し、１０Ｇｂｐｓ×４波のＣＷＤＭ（Ｃｏａｒｓｅ Ｗａｖｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）により４０Ｇｂｐｓのスループットを得る方式が検討されている。ＣＷＤＭ向けの合分波モジュールとしては、多層膜フィルタ部材を備えた波長合分波モジュールが提案されている（たとえば、下記特許文献１参照。）。
【０００４】
この波長合分波モジュールは、異なる波長に対応した複数のフィルタ膜を重ねて配置して多層膜フィルタ部材を構成し、多層膜フィルタ部材にコリメートした光が斜めに入射されることで合分波を行う。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２９２４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来の波長合分波モジュールは、多層膜フィルタ部材に対して複数の分波光が互いに平行に入出射する。したがって、複数のポートのそれぞれに分波光を集光するために、分波光毎にコリメートレンズを設ける必要がある。このため、使用する波長数が増加すると、コリメートレンズの数も増加してモジュールが大型化するという問題がある。
【０００７】
また、使用されるコリメートレンズの数が増加すると、コリメートレンズ毎に行う配置調整作業に時間とコストがかかるという問題がある。低コストで実現する必要があるメトロ網の伝送機器においては、モジュールの大型化およびコストの問題は特に大きな問題となる。
【０００８】
この発明は、上述した問題点を解消するものであり、使用するコリメートレンズの数を減らし、小型化を図ることができる波長合分波モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明にかかる波長合分波モジュールは、異なる複数の波長からなる合波光を入射および出射の少なくとも１つを行う合波光ポートと、前記合波光ポートからの合波光をコリメートする位置に設けられた第１のレンズと、前記第１のレンズによってコリメートされる合波光が斜めに入射および出射の少なくとも１つを行う位置に設けられ、それぞれ異なる波長に対応し、対応する波長の光を反射させるとともに、対応する波長以外の波長の光を透過させるように配置された複数のフィルタ膜と、前記複数のフィルタ膜によって反射した場合に前記複数の分波光をそれぞれ異なる位置に集光する位置に設けられた第２のレンズと、前記第２のレンズが前記複数の分波光をそれぞれ集光する位置にそれぞれ設けられ、前記分波光を入射および出射の少なくとも１つを行う複数のポートと、を備え、前記複数のフィルタ膜は、互いに異なる角度を有して配置されていることを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、複数の分波光を入出射させるコリメートレンズを１つで構成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、この発明によれば、使用するコリメートレンズの数を減らし、小型化を図ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる波長合分波モジュールの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１３】
（実施の形態）
（波長合分波モジュールの構成）
図１は、実施の形態にかかる波長合分波モジュールの構成の概要を示す図である。図１に示すように、実施の形態にかかる波長合分波モジュール１００は、合波光ポート１１０と、レンズ１２０と、多層膜フィルタ部材１３０と、レンズ１４０と、複数のポート１５１〜１５３と、を備えている。
【００１４】
合波光ポート１１０は、複数の波長からなる合波光を入出射するポートである。合波光ポート１１０は、ここでは、波長λ1〜λ3（λ1＜λ2＜λ3とする）の３つの分波光を含む合波光を入出射する単芯の光ファイバである。レンズ１２０は、合波光ポート１１０からの合波光をコリメートする位置に設けられている。
【００１５】
多層膜フィルタ部材１３０は、複数のフィルタ膜から形成されており、ここでは３つのフィルタ膜１３１〜１３３から形成されている。多層膜フィルタ部材１３０は、レンズ１２０によってコリメートされる合波光が斜めに入射される位置に設けられている。また、多層膜フィルタ部材１３０は、レンズ１２０によってコリメートされる合波光を波長毎に分波して、分波したそれぞれの分波光を異なる角度によって反射させる。
【００１６】
具体的には、フィルタ膜１３１〜１３３は、それぞれ異なる波長λ1〜λ3に対応し、対応する波長の光を反射させるとともに、対応する波長以外の波長の光を透過させるように配置される。フィルタ膜１３１〜１３３によって反射した波長λ1〜λ3の光は、合波光を分波した分波光となる。
【００１７】
ここでは、フィルタ膜１３１〜１３３は、対応する波長以上の波長の光を反射させるとともに、対応する波長未満の波長の光を透過させるフィルタ膜であるとする。この場合、フィルタ膜１３１〜１３３は、レンズ１２０およびレンズ１４０側から、対応する波長の長い順、すなわち、フィルタ膜１３３，１３２および１３１の順に配置される。
【００１８】
また、フィルタ膜１３１〜１３３は、互いに異なる角度を有して配置されており、それぞれが対応する光を反射させる角度が互いに異なる。たとえば、フィルタ膜１３１〜１３３は、対応する波長が長いフィルタ膜ほど、レンズ１２０によってコリメートされる合波光との角度が垂直に近づく。すなわち、フィルタ膜１３３，１３２および１３１の順にレンズ１２０によってコリメートされる合波光との角度が垂直に近づき、この合波光を反射させる角度が小さくなる。
【００１９】
レンズ１４０は、フィルタ膜１３１〜１３３によって反射したそれぞれの分波光をそれぞれ異なる位置に集光する位置に設けられている。
【００２０】
ポート１５１〜１５３は、波長の異なる複数の分波光をそれぞれ入出射するポートである。ポート１５１〜１５３は、レンズ１４０がそれぞれの分波光を集光する位置にそれぞれ設けられる。ポート１５１〜１５３は、ここでは、波長λ1〜λ3の３つの分波光をそれぞれ入出射する多芯の光ファイバである。
【００２１】
上述した構成により、合波光ポート１１０からレンズ１２０に合波光を入力すると、合波光が多層膜フィルタ部材１３０によって波長毎に分波され、分波されたそれぞれの分波光がレンズ１４０からポート１５１〜１５３にそれぞれ出力される。一方、ポート１５１〜１５３からレンズ１４０に波長の異なる複数の分波光を入力すると、それぞれの分波光が多層膜フィルタ部材１３０によって合波され、合波された合波光がレンズ１２０から合波光ポート１１０に出力される。
【００２２】
なお、フィルタ膜１３１〜１３３は、対応する波長以外の光を透過させるとともに、対応する波長未満の波長の光を反射させるフィルタ膜であってもよい。この場合、フィルタ膜１３１〜１３３は、レンズ１２０およびレンズ１４０側から、対応する波長の短い順、すなわち、フィルタ膜１３１〜１３３の順に配置される。
【００２３】
図２は、フィルタ膜の透過特性の一例を示すグラフである。ここでは、フィルタ膜１３３に対して合波光が入射角度θで入射した場合の、フィルタ膜１３３の透過特性２０１を示している。ここで、横軸はフィルタ膜１３３に入射する光の波長を、縦軸は透過率を示している。
【００２４】
図２に示すように、フィルタ膜１３３は、波長が０〜λ2までの光については透過率がほぼ１となっている。また、フィルタ膜１３３は、波長λ2とλ3の間の光から透過率が減少していき、波長λ3の光については透過率が０となっている。すなわち、フィルタ膜１３３は、波長λ3の光を反射させるとともに、波長λ1およびλ2の光を透過させる。
【００２５】
ここで、フィルタ膜１３３に対する合波光の入射角度θを垂直に近づけた場合、フィルタ膜１３３の透過特性は符号２０２で示すように変化し、λ2の光を反射させるようになる。一方、フィルタ膜１３３に対する合波光の入射角度θを垂直から遠ざけた場合、フィルタ膜１３３の透過特性は符号２０３で示すように変化し、λ3の光を透過させるようになる。
【００２６】
図３は、フィルタ膜が光を反射させる角度を示す図である。上述した、フィルタ膜１３３，１３２および１３１の順に、レンズ１２０によってコリメートされる合波光との角度が垂直に近づく場合について説明する。フィルタ膜１３３，１３２および１３１の、レンズ１２０によってコリメートされる合波光との角度をそれぞれθa1〜θa3とすると、θa1＜θa2＜θa3となる。このため、フィルタ膜１３３，１３２および１３１がレンズ１２０によってコリメートされる合波光を反射させる角度をそれぞれθb1〜θb3とすると、θb3＜θb2＜θb1となる。
【００２７】
このように、フィルタ膜１３３，１３２および１３１の順に、レンズ１２０によってコリメートされる合波光との角度が垂直に近づくようにフィルタ膜１３３〜１３１を構成することで、たとえば波長λ2の光が最初にフィルタ膜１３３を透過するときのフィルタ膜１３３への入射角よりも、波長λ2の光がフィルタ膜１３３を透過してフィルタ膜１３２によって反射した後にフィルタ膜１３３に再度入射する入射角の方が大きくなる。これにより、フィルタ膜１３３を透過してフィルタ膜１３２によって反射した光が、フィルタ膜１３３を再度透過できなくなることを回避することができる。
【００２８】
図４は、実施の形態の変形例にかかる波長合分波モジュールの構成の概要を示す図である。図４に示すように、実施の形態にかかる波長合分波モジュール１００は、上述したレンズ１２０とレンズ１４０とを、１つのレンズ４１０によって実現する構成としてもよい。この場合、レンズ４１０は、合波光ポート１１０によって入出力される合波光と、ポート１５１〜１５３によって入出力される分波光と、の両方を通過させコリメートまたは集光する。
【００２９】
つぎに、実施の形態にかかる波長合分波モジュール１００における、互いに異なる角度を有して配置されたフィルタ膜１３１〜１３３から形成される多層膜フィルタ部材１３０の製造方法の一例を説明する。ここでは、多層膜フィルタ部材１３０は、複数のフィルタ膜を積層して製造する。
【００３０】
（多層膜フィルタ部材の製造方法）
図５は、多層膜フィルタ部材を製造するためのガラス基板を示す斜視図である。図６は、多層膜フィルタ部材を製造するためのガラス基板の一部を側面からみた拡大断面図である。図７は、ポリイミドを塗布した状態のガラス基板の一部を側面からみた拡大断面図である。図８は、ポリイミドを硬化収縮させた状態のガラス基板の一部を側面からみた拡大断面図である。図５および図６に示すように、ガラス基板５００の表面には鋸型の溝が設けられている。
【００３１】
まず、この鋸型の溝が設けられたガラス基板５００の表面に、第１層のフィルタ膜６０１を形成する。このとき、第１層のフィルタ膜６０１の表面も鋸型となる。フィルタ膜６０１は、たとえば石英や酸化チタンなどによって形成される。また、フィルタ膜６０１は、たとえばガラス基板５００の表面に蒸着することで形成される。
【００３２】
つぎに、図７に示すように、第１層のフィルタ膜６０１の鋸型の表面に、溶剤で希釈したポリイミド７０１を塗布する。たとえば、スピンコートなどの方法によって、第１層のフィルタ膜６０１の鋸型の表面が覆われて表面が平らになるようにポリイミド７０１を塗布する。ポリイミド７０１は硬化収縮性を有し、熱を加えると硬化収縮する。
【００３３】
つぎに、第１層のフィルタ膜６０１の表面に塗布されたポリイミド７０１に対して熱を加えて硬化収縮させる。これにより、図８に示すように、硬化収縮したポリイミド７０１の表面は、ガラス基板５００の表面と異なる角度を有して形成される。つぎに、ガラス基板５００の表面（硬化収縮したポリイミド７０１の表面）に第２層のフィルタ膜６０２を形成する。これにより、第１層のフィルタ膜６０１と第２層のフィルタ膜６０２とが互いに異なる角度を有して配置される。
【００３４】
さらに、第２層のフィルタ膜６０２の表面に新たなポリイミドを塗布して硬化収縮させ、硬化収縮させたポリイミドの表面に新たなフィルタ膜を形成する工程を繰り返すことで、互いに異なる角度を有して配置されたフィルタ膜から形成される多層膜フィルタ部材１３０を製造することができる。なお、ここではフィルタ膜６０１および６０２の表面にポリイミドを塗布する例について説明したが、フィルタ膜６０１および６０２の表面に塗布する塗布剤はポリイミドに限らず、硬化収縮性を有するその他の塗布剤も用いることができる。
【００３５】
このように、実施の形態にかかる波長合分波モジュール１００によれば、フィルタ膜１３１〜１３３が互いに異なる角度を有して配置されているため、複数の分波光がフィルタ膜１３１〜１３３によって異なる方向に反射する。このため、レンズ１４０を１つのレンズで構成することができる。また、レンズ１２０とレンズ１４０とを１つのレンズによって構成することも可能となる。このため、使用するコリメートレンズの数を減らし、小型化を図ることができる。
【００３６】
また、実施の形態にかかる製造方法によれば、ポリイミドなどの硬化収縮性を利用することで、フィルタ膜１３１〜１３３を互いに異なる角度を有するように容易に配置できるとともに、多数の多層膜フィルタ部材１３０を同時に多数製造することができる。このため、たとえばプリズムを多数製造して重ね合わせて製造するよりも、多層膜フィルタ部材１３０を容易にかつ効率的に製造することができる。
【実施例】
【００３７】
以下に、実施の形態にかかる波長合分波モジュール、受信モジュール、送信モジュールおよび製造方法の各実施例を説明する。
【００３８】
（実施例１）
図９は、実施の形態の実施例１にかかる波長合分波モジュールを正面からみた断面図である。図１０は、実施の形態の実施例１にかかる波長合分波モジュールを示す平面図である。図９および図１０に示すように、実施の形態の実施例１にかかる波長合分波モジュール９００は、光ファイバ９１０と、光ファイバ９２０と、筐体９３０と、を備えている。
【００３９】
光ファイバ９１０は、４種類の波長λ1〜λ4（λ1＜λ2＜λ3＜λ4とする）の分波光を含む合波光を入出力する単芯の光ファイバである。光ファイバ９２０は、４種類の波長λ1〜λ4の分波光をそれぞれ入出力する多芯の光ファイバである。光ファイバ９１０および光ファイバ９２０はそれぞれ筐体９３０に接続されており、筐体９３０に対してそれぞれ合波光および分波光を入出力する。
【００４０】
筐体９３０は、窓９４０と、窓９５０と、レンズ９６０と、多層膜フィルタ部材９７０と、を備えている。窓９４０は、光ファイバ９１０と筐体９３０との接続部分に設けられており、光ファイバ９１０と筐体９３０との間で入出力される合波光を通過させる。窓９５０は、光ファイバ９２０と筐体９３０との接続部分に設けられており、光ファイバ９２０と筐体９３０との間で入出力される分波光を通過させる。
【００４１】
レンズ９６０は、上述した実施の形態の変形例にかかる波長合分波モジュール１００のレンズ４１０と同様に、光ファイバ９１０と筐体９３０との間で入出力する合波光と、光ファイバ９２０と筐体９３０との間で入出力される分波光と、の両方を通過させて、通過させる光をコリメートまたは集光する。
【００４２】
多層膜フィルタ部材９７０は、互いに異なる角度を有して配置されたフィルタ膜９７１〜９７４から形成されており、光ファイバ９１０から入力されてレンズ９６０によってコリメートされる合波光を波長毎に分波して、分波したそれぞれの分波光を異なる角度によって反射させる。一方、光ファイバ９２０から入力されてレンズ９６０によってコリメートされるそれぞれの分波光を合波して、合波した合波光を反射させる。
【００４３】
フィルタ膜９７１〜９７４は、それぞれ波長λ1〜λ4に対応し、対応する波長以上の波長の光を反射させるとともに、対応する波長未満の波長の光を透過させるフィルタ膜である。この場合、フィルタ膜９７１〜９７４は、レンズ９６０側から、対応する波長の長い順、すなわち、フィルタ膜９７４，９７３，９７２および９７１の順に配置される。
【００４４】
また、フィルタ膜９７１〜９７４は、対応する波長が長い順、すなわちフィルタ膜９７４，９７３，９７２および９７１の順に、レンズ９６０によってコリメートされる合波光との角度が垂直に近づくように配置される。
【００４５】
（実施例２）
図１１は、実施の形態の実施例２にかかる波長合分波モジュールを正面からみた断面図である。図１２は、実施の形態の実施例２にかかる波長合分波モジュールを示す平面図である。図１１および図１２において、実施例１にかかる波長合分波モジュール９００と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４６】
実施の形態の実施例２にかかる波長合分波モジュール１１００の多層フィルタ膜部材１１７０を形成するフィルタ膜１１７１〜１１７４は、それぞれ波長λ1〜λ4に対応し、対応する波長以上の波長の光を透過させるとともに、対応する波長未満の波長の光を反射させるフィルタ膜である。この場合、フィルタ膜１１７１〜１１７４は、レンズ９６０側から、対応する波長の短い順、すなわち、フィルタ膜１１７１，１１７２，１１７３および１１７４の順に配置される。
【００４７】
また、フィルタ膜１１７１〜１１７４は、対応する波長が長い順、すなわち、フィルタ膜１１７４，１１７３，１１７２および１１７１の順に、レンズ９６０によってコリメートされた合波光との角度が垂直に近づくように配置される。
【００４８】
（実施例３）
図１３は、実施の形態の実施例３にかかる受信モジュールを正面からみた断面図である。図１４は、実施の形態の実施例３にかかる受信モジュールを示す平面図である。図１３および図１４において、実施例２にかかる波長合分波モジュール１１００と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４９】
実施の形態の実施例３にかかる受信モジュールは、上述した実施の形態１の変形例にかかる波長合分波モジュール１００を分波モジュールとして受信モジュールに適用した例である。図１３および図１４に示すように、実施例３にかかる受信モジュール１３００は、光ファイバ９１０と、筐体９３０と、を備えている。
【００５０】
光ファイバ９１０は、異なる波長の複数の分波信号光を含む合波信号光を他の通信装置から受信し、筐体９３０へ出力する。筐体９３０は、窓９４０と、レンズ９６０と、多層膜フィルタ部材１１７０と、ミラー１３１０と、セラミック基板１３２０と、４つの受光素子１３３０と、受信ＩＣ１３４０と、チップ部品１３５０と、ハンダバンプ１３６０と、を備えている。
【００５１】
窓９４０は、光ファイバ９１０と筐体９３０との接続部分に設けられており、光ファイバ９１０から筐体９３０へ出力される合波信号光を通過させ、レンズ９６０に出力させる。レンズ９６０は、光ファイバ９１０によって受信され、窓９４０を介して出力された合波信号光をコリメートし、多層膜フィルタ部材１１７０に出力する。また、レンズ９６０は、多層膜フィルタ部材１１７０から出力されるそれぞれの分波信号光をコリメートし、ミラー１３１０を介して４つの受光素子１３３０にそれぞれ出力する。
【００５２】
ミラー１３１０は、レンズ９６０から出力されるそれぞれの分波信号光を反射させ、４つの受光素子１３３０にそれぞれ出力する。セラミック基板１３２０には、４つの受光素子１３３０、受信ＩＣ１３４０およびチップ部品１３５０が配置されている。４つの受光素子１３３０は、多層膜フィルタ部材１１７０によって分波され、レンズ９６０からミラー１３１０を介して出力されたそれぞれの分波光を受光し、それぞれ電気信号に変換する。
【００５３】
受信ＩＣ１３４０およびチップ部品１３５０は、４つの受光素子１３３０によって変換されたそれぞれの電気信号に対して復調処理などの各種信号処理を行う。ハンダバンプ１３６０は、受信装置の基板上に受信モジュール１３００を固定するとともに、４つの受光素子１３３０によって変換され、受信ＩＣ１３４０およびチップ部品１３５０によって信号処理された電気信号を受信装置との間で入出力する。
【００５４】
この構成により、光ファイバ９１０が受信した合波信号光を多層膜フィルタ部材１１７０によって分波し、分波したそれぞれの分波信号光を４つの受光素子１３３０で電気信号に変換することで、複数の信号を同時に受信することができる。
【００５５】
なお、ここでは波長合分波モジュール１００を分波モジュールとして適用した受信モジュール１３００について説明したが、同様に、上述した実施の形態にかかる各種の波長合分波モジュール１００を分波モジュールとして受信モジュールに適用可能である。
【００５６】
また、４つの受光素子１３３０に代えて、異なる波長の分波信号光を出力する複数の発光素子を備えることにより、波長合分波モジュール１００を合波モジュールとして適用した送信モジュールとすることもできる。このように構成した場合、複数の発光素子によって出力された複数の分波信号光を多層膜フィルタ部材１１７０によって合波し、合波した合波信号光を光ファイバ９１０によって送信することで、複数の信号を同時に送信することができる。
【００５７】
（実施例４）
図１５〜図１８は、実施の形態にかかる製造方法によってフィルタ膜を形成したガラス基板の一部を側面からみた拡大断面図（その１）〜（その４）である。図１５においては、鋸型の溝が設けたガラス基板５００の表面に第１層のフィルタ膜６０１を形成し、フィルタ膜６０１の表面にポリイミド７０１を塗布して硬化収縮させた状態を示している。図１６においては、ポリイミド７０１の表面に第２層のフィルタ膜６０２を形成し、フィルタ膜６０２の表面にポリイミド７０２を塗布して硬化収縮させた状態を示している。
【００５８】
図１７においては、ポリイミド７０２の表面に第３層のフィルタ膜６０３を形成し、フィルタ膜６０３の表面にポリイミド７０３を塗布して硬化収縮させた状態を示している。図１８においては、ポリイミド７０３の表面に第４層のフィルタ膜６０４を形成した状態を示している。
【００５９】
図１５〜図１８に示すように、実施の形態にかかる製造方法によって４層の多層膜フィルタ部材を製造する場合、それぞれのフィルタ膜を形成する各工程において、ポリイミド７０１〜７０３を塗布する基板の表面の鋸型の溝が浅くなっていくため、フィルタ膜６０１〜６０４を互いに一定の角度を有して配置するために、各工程で塗布するポリイミドの硬化収縮率を変えるとよい。
【００６０】
たとえば、ポリイミドを希釈する溶剤の量を調節することで、ポリイミド７０１の硬化収縮率を６５％程度、ポリイミド７０２の硬化収縮率を５０％程度、ポリイミド７０３の硬化収縮率を５％程度とする。このように、ガラス基板５００に近いフィルタ膜に塗布するポリイミドほど硬化収縮率を高くすることにより、フィルタ膜６０１〜６０４を互いにほぼ一定の角度を有して配置することができる。
【００６１】
以上説明したように、この発明にかかる波長合分波モジュールによれば、使用するコリメートレンズの数を減らし、小型化を図ることができるという効果を奏する。また、この発明にかかる製造方法によれば、この発明にかかる波長合分波モジュールの多層膜フィルタ部材を容易にかつ効率的に製造することができる。
【００６２】
（付記１）異なる複数の波長からなる合波光をコリメートする位置に設けられた第１のレンズと、
互いに異なる角度を有して配置された複数のフィルタ膜から形成され、前記第１のレンズによってコリメートされる合波光が斜めに入射および出射の少なくとも１つを行う位置に設けられ、当該合波光を波長毎に分波して、分波したそれぞれの分波光を反射させる多層膜フィルタ部材と、
前記多層膜フィルタ部材によって反射したそれぞれの分波光をそれぞれ異なる位置に集光する位置に設けられた第２のレンズと、
を備えることを特徴とする波長合分波モジュール。
【００６３】
（付記２）異なる複数の波長からなる合波光を入射および出射の少なくとも１つを行う合波光ポートと、
前記合波光ポートからの合波光をコリメートする位置に設けられた第１のレンズと、
前記第１のレンズによってコリメートされる合波光が斜めに入射および出射の少なくとも１つを行う位置に設けられ、それぞれ異なる波長に対応し、対応する波長の光を反射させるとともに、対応する波長以外の波長の光を透過させるように配置された複数のフィルタ膜と、
前記複数のフィルタ膜によって反射した場合に前記複数の分波光をそれぞれ異なる位置に集光する位置に設けられた第２のレンズと、
前記第２のレンズが前記複数の分波光をそれぞれ集光する位置にそれぞれ設けられ、前記分波光を入射および出射の少なくとも１つを行う複数のポートと、
を備え、
前記複数のフィルタ膜は、互いに異なる角度を有して配置されていることを特徴とする波長合分波モジュール。
【００６４】
（付記３）前記複数のフィルタ膜は、対応する波長が長い前記フィルタ膜ほど、前記第１のレンズによってコリメートされる合波光との角度が垂直に近づくことを特徴とする付記２に記載の波長合分波モジュール。
【００６５】
（付記４）前記複数のフィルタ膜は、対応する波長以上の波長の光を反射させるとともに、対応する波長未満の波長の光を透過させ、前記第１のレンズおよび前記第２のレンズ側から、対応する波長の長い順に配置されることを特徴とする付記２または３に記載の波長合分波モジュール。
【００６６】
（付記５）前記複数のフィルタ膜は、対応する波長以上の波長の光を透過させるとともに、対応する波長未満の波長の光を反射させ、前記第１のレンズおよび前記第２のレンズ側から、対応する波長の短い順に配置されることを特徴とする付記２または３に記載の波長合分波モジュール。
【００６７】
（付記６）前記第１のレンズと前記第２のレンズとは、１つのレンズによって構成されていることを特徴とする付記２〜５のいずれか一つに記載の波長合分波モジュール。
【００６８】
（付記７）付記２〜６のいずれか一つに記載の波長合分波モジュールと、
前記複数のポートに代えて設けられ、前記第２のレンズから出力される前記複数の分波光をそれぞれ複数の電気信号に変換する複数の受光素子と、
を備え、
前記合波光ポートは、前記合波光を他の通信装置から受信して前記第１のレンズに出力することを特徴とする受信モジュール。
【００６９】
（付記８）付記２〜６のいずれか一つに記載の波長合分波モジュールと、
前記複数のポートに代えて設けられ、複数の電気信号をそれぞれ複数の分波光に変換して前記第２のレンズへ出力する複数の発光素子と、
を備え、
前記合波光ポートは、前記第１のレンズから出力される前記合波光を他の通信装置へ送信することを特徴とする送信モジュール。
【００７０】
（付記９）複数のフィルタ膜を積層して多層膜フィルタ部材を製造する方法において、
表面に鋸型の溝が設けられた基板の表面にフィルタ膜を形成する第１の形成工程と、
前記第１の形成工程によって形成されたフィルタ膜の表面に硬化収縮性を有する塗布剤を塗布する塗布工程と、
前記塗布工程によって塗布された前記塗布剤を硬化収縮させる硬化収縮工程と、
前記硬化収縮工程によって硬化収縮された前記塗布剤の表面に新たなフィルタ膜を形成する第２の形成工程と、
を含み、
前記塗布工程、前記硬化収縮工程および前記第２の形成工程を少なくとも１回行うことを特徴とする製造方法。
【００７１】
（付記１０）前記塗布工程では、前記基板に近いフィルタ膜に塗布する塗布剤ほど硬化収縮率が高いことを特徴とする付記９に記載の製造方法。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
以上のように、この発明にかかる波長合分波モジュールは、多層膜フィルタ部材を備えた波長合分波モジュールに有用であり、特に、メトロ網における伝送機器に適用する場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】実施の形態にかかる波長合分波モジュールの構成の概要を示す図である。
【図２】フィルタ膜の透過特性の一例を示すグラフである。
【図３】フィルタ膜が光を反射させる角度を示す図である。
【図４】実施の形態の変形例にかかる波長合分波モジュールの構成の概要を示す図である。
【図５】多層膜フィルタ部材を製造するためのガラス基板を示す斜視図である。
【図６】多層膜フィルタ部材を製造するためのガラス基板の一部を側面からみた拡大断面図である。
【図７】ポリイミドを塗布した状態のガラス基板の一部を側面からみた拡大断面図である。
【図８】ポリイミドを硬化収縮させた状態のガラス基板の一部を側面からみた拡大断面図である。
【図９】実施の形態の実施例１にかかる波長合分波モジュールを正面からみた断面図である。
【図１０】実施の形態の実施例１にかかる波長合分波モジュールを示す平面図である。
【図１１】実施の形態の実施例２にかかる波長合分波モジュールを正面からみた断面図である。
【図１２】実施の形態の実施例２にかかる波長合分波モジュールを示す平面図である。
【図１３】実施の形態の実施例３にかかる受信モジュールを正面からみた断面図である。
【図１４】実施の形態の実施例３にかかる受信モジュールを示す平面図である。
【図１５】実施の形態にかかる製造方法によってフィルタ膜を形成したガラス基板の一部を側面からみた拡大断面図（その１）である。
【図１６】実施の形態にかかる製造方法によってフィルタ膜を形成したガラス基板の一部を側面からみた拡大断面図（その２）である。
【図１７】実施の形態にかかる製造方法によってフィルタ膜を形成したガラス基板の一部を側面からみた拡大断面図（その３）である。
【図１８】実施の形態にかかる製造方法によってフィルタ膜を形成したガラス基板の一部を側面からみた拡大断面図（その４）である。
【符号の説明】
【００７４】
１００，９００，１１００ 波長合分波モジュール
１１０ 合波光ポート
１２０，１４０，４１０ レンズ
１３０ 多層膜フィルタ部材
１３１，１３２，１３３，６０１，６０２，６０３，６０４ フィルタ膜
１５１，１５２，１５３ ポート
２０１，２０２，２０３ 透過特性
５００ ガラス基板
７０１，７０２，７０３ ポリイミド
１３００ 受信モジュール
１３３０ 受光素子
【技術分野】
【０００１】
この発明は、多層膜フィルタ部材を備えた波長合分波モジュール、受信モジュール、送信モジュールおよび多層膜フィルタ部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ：非対称デジタル加入者線）や光ファイバなど、アクセス網におけるブロードバンドの普及に伴ってメトロ網のトラフィックが増加している。これに対応して、４０Ｇｂｐｓ，１００Ｇｂｐｓなどの高速な光伝送を低コストで実現する技術の検討がなされている。
【０００３】
たとえば、コスト低下と普及が進みつつある１０Ｇｂｐｓの伝送機器の技術を活用し、１０Ｇｂｐｓ×４波のＣＷＤＭ（Ｃｏａｒｓｅ Ｗａｖｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）により４０Ｇｂｐｓのスループットを得る方式が検討されている。ＣＷＤＭ向けの合分波モジュールとしては、多層膜フィルタ部材を備えた波長合分波モジュールが提案されている（たとえば、下記特許文献１参照。）。
【０００４】
この波長合分波モジュールは、異なる波長に対応した複数のフィルタ膜を重ねて配置して多層膜フィルタ部材を構成し、多層膜フィルタ部材にコリメートした光が斜めに入射されることで合分波を行う。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２９２４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来の波長合分波モジュールは、多層膜フィルタ部材に対して複数の分波光が互いに平行に入出射する。したがって、複数のポートのそれぞれに分波光を集光するために、分波光毎にコリメートレンズを設ける必要がある。このため、使用する波長数が増加すると、コリメートレンズの数も増加してモジュールが大型化するという問題がある。
【０００７】
また、使用されるコリメートレンズの数が増加すると、コリメートレンズ毎に行う配置調整作業に時間とコストがかかるという問題がある。低コストで実現する必要があるメトロ網の伝送機器においては、モジュールの大型化およびコストの問題は特に大きな問題となる。
【０００８】
この発明は、上述した問題点を解消するものであり、使用するコリメートレンズの数を減らし、小型化を図ることができる波長合分波モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明にかかる波長合分波モジュールは、異なる複数の波長からなる合波光を入射および出射の少なくとも１つを行う合波光ポートと、前記合波光ポートからの合波光をコリメートする位置に設けられた第１のレンズと、前記第１のレンズによってコリメートされる合波光が斜めに入射および出射の少なくとも１つを行う位置に設けられ、それぞれ異なる波長に対応し、対応する波長の光を反射させるとともに、対応する波長以外の波長の光を透過させるように配置された複数のフィルタ膜と、前記複数のフィルタ膜によって反射した場合に前記複数の分波光をそれぞれ異なる位置に集光する位置に設けられた第２のレンズと、前記第２のレンズが前記複数の分波光をそれぞれ集光する位置にそれぞれ設けられ、前記分波光を入射および出射の少なくとも１つを行う複数のポートと、を備え、前記複数のフィルタ膜は、互いに異なる角度を有して配置されていることを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、複数の分波光を入出射させるコリメートレンズを１つで構成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、この発明によれば、使用するコリメートレンズの数を減らし、小型化を図ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる波長合分波モジュールの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１３】
（実施の形態）
（波長合分波モジュールの構成）
図１は、実施の形態にかかる波長合分波モジュールの構成の概要を示す図である。図１に示すように、実施の形態にかかる波長合分波モジュール１００は、合波光ポート１１０と、レンズ１２０と、多層膜フィルタ部材１３０と、レンズ１４０と、複数のポート１５１〜１５３と、を備えている。
【００１４】
合波光ポート１１０は、複数の波長からなる合波光を入出射するポートである。合波光ポート１１０は、ここでは、波長λ1〜λ3（λ1＜λ2＜λ3とする）の３つの分波光を含む合波光を入出射する単芯の光ファイバである。レンズ１２０は、合波光ポート１１０からの合波光をコリメートする位置に設けられている。
【００１５】
多層膜フィルタ部材１３０は、複数のフィルタ膜から形成されており、ここでは３つのフィルタ膜１３１〜１３３から形成されている。多層膜フィルタ部材１３０は、レンズ１２０によってコリメートされる合波光が斜めに入射される位置に設けられている。また、多層膜フィルタ部材１３０は、レンズ１２０によってコリメートされる合波光を波長毎に分波して、分波したそれぞれの分波光を異なる角度によって反射させる。
【００１６】
具体的には、フィルタ膜１３１〜１３３は、それぞれ異なる波長λ1〜λ3に対応し、対応する波長の光を反射させるとともに、対応する波長以外の波長の光を透過させるように配置される。フィルタ膜１３１〜１３３によって反射した波長λ1〜λ3の光は、合波光を分波した分波光となる。
【００１７】
ここでは、フィルタ膜１３１〜１３３は、対応する波長以上の波長の光を反射させるとともに、対応する波長未満の波長の光を透過させるフィルタ膜であるとする。この場合、フィルタ膜１３１〜１３３は、レンズ１２０およびレンズ１４０側から、対応する波長の長い順、すなわち、フィルタ膜１３３，１３２および１３１の順に配置される。
【００１８】
また、フィルタ膜１３１〜１３３は、互いに異なる角度を有して配置されており、それぞれが対応する光を反射させる角度が互いに異なる。たとえば、フィルタ膜１３１〜１３３は、対応する波長が長いフィルタ膜ほど、レンズ１２０によってコリメートされる合波光との角度が垂直に近づく。すなわち、フィルタ膜１３３，１３２および１３１の順にレンズ１２０によってコリメートされる合波光との角度が垂直に近づき、この合波光を反射させる角度が小さくなる。
【００１９】
レンズ１４０は、フィルタ膜１３１〜１３３によって反射したそれぞれの分波光をそれぞれ異なる位置に集光する位置に設けられている。
【００２０】
ポート１５１〜１５３は、波長の異なる複数の分波光をそれぞれ入出射するポートである。ポート１５１〜１５３は、レンズ１４０がそれぞれの分波光を集光する位置にそれぞれ設けられる。ポート１５１〜１５３は、ここでは、波長λ1〜λ3の３つの分波光をそれぞれ入出射する多芯の光ファイバである。
【００２１】
上述した構成により、合波光ポート１１０からレンズ１２０に合波光を入力すると、合波光が多層膜フィルタ部材１３０によって波長毎に分波され、分波されたそれぞれの分波光がレンズ１４０からポート１５１〜１５３にそれぞれ出力される。一方、ポート１５１〜１５３からレンズ１４０に波長の異なる複数の分波光を入力すると、それぞれの分波光が多層膜フィルタ部材１３０によって合波され、合波された合波光がレンズ１２０から合波光ポート１１０に出力される。
【００２２】
なお、フィルタ膜１３１〜１３３は、対応する波長以外の光を透過させるとともに、対応する波長未満の波長の光を反射させるフィルタ膜であってもよい。この場合、フィルタ膜１３１〜１３３は、レンズ１２０およびレンズ１４０側から、対応する波長の短い順、すなわち、フィルタ膜１３１〜１３３の順に配置される。
【００２３】
図２は、フィルタ膜の透過特性の一例を示すグラフである。ここでは、フィルタ膜１３３に対して合波光が入射角度θで入射した場合の、フィルタ膜１３３の透過特性２０１を示している。ここで、横軸はフィルタ膜１３３に入射する光の波長を、縦軸は透過率を示している。
【００２４】
図２に示すように、フィルタ膜１３３は、波長が０〜λ2までの光については透過率がほぼ１となっている。また、フィルタ膜１３３は、波長λ2とλ3の間の光から透過率が減少していき、波長λ3の光については透過率が０となっている。すなわち、フィルタ膜１３３は、波長λ3の光を反射させるとともに、波長λ1およびλ2の光を透過させる。
【００２５】
ここで、フィルタ膜１３３に対する合波光の入射角度θを垂直に近づけた場合、フィルタ膜１３３の透過特性は符号２０２で示すように変化し、λ2の光を反射させるようになる。一方、フィルタ膜１３３に対する合波光の入射角度θを垂直から遠ざけた場合、フィルタ膜１３３の透過特性は符号２０３で示すように変化し、λ3の光を透過させるようになる。
【００２６】
図３は、フィルタ膜が光を反射させる角度を示す図である。上述した、フィルタ膜１３３，１３２および１３１の順に、レンズ１２０によってコリメートされる合波光との角度が垂直に近づく場合について説明する。フィルタ膜１３３，１３２および１３１の、レンズ１２０によってコリメートされる合波光との角度をそれぞれθa1〜θa3とすると、θa1＜θa2＜θa3となる。このため、フィルタ膜１３３，１３２および１３１がレンズ１２０によってコリメートされる合波光を反射させる角度をそれぞれθb1〜θb3とすると、θb3＜θb2＜θb1となる。
【００２７】
このように、フィルタ膜１３３，１３２および１３１の順に、レンズ１２０によってコリメートされる合波光との角度が垂直に近づくようにフィルタ膜１３３〜１３１を構成することで、たとえば波長λ2の光が最初にフィルタ膜１３３を透過するときのフィルタ膜１３３への入射角よりも、波長λ2の光がフィルタ膜１３３を透過してフィルタ膜１３２によって反射した後にフィルタ膜１３３に再度入射する入射角の方が大きくなる。これにより、フィルタ膜１３３を透過してフィルタ膜１３２によって反射した光が、フィルタ膜１３３を再度透過できなくなることを回避することができる。
【００２８】
図４は、実施の形態の変形例にかかる波長合分波モジュールの構成の概要を示す図である。図４に示すように、実施の形態にかかる波長合分波モジュール１００は、上述したレンズ１２０とレンズ１４０とを、１つのレンズ４１０によって実現する構成としてもよい。この場合、レンズ４１０は、合波光ポート１１０によって入出力される合波光と、ポート１５１〜１５３によって入出力される分波光と、の両方を通過させコリメートまたは集光する。
【００２９】
つぎに、実施の形態にかかる波長合分波モジュール１００における、互いに異なる角度を有して配置されたフィルタ膜１３１〜１３３から形成される多層膜フィルタ部材１３０の製造方法の一例を説明する。ここでは、多層膜フィルタ部材１３０は、複数のフィルタ膜を積層して製造する。
【００３０】
（多層膜フィルタ部材の製造方法）
図５は、多層膜フィルタ部材を製造するためのガラス基板を示す斜視図である。図６は、多層膜フィルタ部材を製造するためのガラス基板の一部を側面からみた拡大断面図である。図７は、ポリイミドを塗布した状態のガラス基板の一部を側面からみた拡大断面図である。図８は、ポリイミドを硬化収縮させた状態のガラス基板の一部を側面からみた拡大断面図である。図５および図６に示すように、ガラス基板５００の表面には鋸型の溝が設けられている。
【００３１】
まず、この鋸型の溝が設けられたガラス基板５００の表面に、第１層のフィルタ膜６０１を形成する。このとき、第１層のフィルタ膜６０１の表面も鋸型となる。フィルタ膜６０１は、たとえば石英や酸化チタンなどによって形成される。また、フィルタ膜６０１は、たとえばガラス基板５００の表面に蒸着することで形成される。
【００３２】
つぎに、図７に示すように、第１層のフィルタ膜６０１の鋸型の表面に、溶剤で希釈したポリイミド７０１を塗布する。たとえば、スピンコートなどの方法によって、第１層のフィルタ膜６０１の鋸型の表面が覆われて表面が平らになるようにポリイミド７０１を塗布する。ポリイミド７０１は硬化収縮性を有し、熱を加えると硬化収縮する。
【００３３】
つぎに、第１層のフィルタ膜６０１の表面に塗布されたポリイミド７０１に対して熱を加えて硬化収縮させる。これにより、図８に示すように、硬化収縮したポリイミド７０１の表面は、ガラス基板５００の表面と異なる角度を有して形成される。つぎに、ガラス基板５００の表面（硬化収縮したポリイミド７０１の表面）に第２層のフィルタ膜６０２を形成する。これにより、第１層のフィルタ膜６０１と第２層のフィルタ膜６０２とが互いに異なる角度を有して配置される。
【００３４】
さらに、第２層のフィルタ膜６０２の表面に新たなポリイミドを塗布して硬化収縮させ、硬化収縮させたポリイミドの表面に新たなフィルタ膜を形成する工程を繰り返すことで、互いに異なる角度を有して配置されたフィルタ膜から形成される多層膜フィルタ部材１３０を製造することができる。なお、ここではフィルタ膜６０１および６０２の表面にポリイミドを塗布する例について説明したが、フィルタ膜６０１および６０２の表面に塗布する塗布剤はポリイミドに限らず、硬化収縮性を有するその他の塗布剤も用いることができる。
【００３５】
このように、実施の形態にかかる波長合分波モジュール１００によれば、フィルタ膜１３１〜１３３が互いに異なる角度を有して配置されているため、複数の分波光がフィルタ膜１３１〜１３３によって異なる方向に反射する。このため、レンズ１４０を１つのレンズで構成することができる。また、レンズ１２０とレンズ１４０とを１つのレンズによって構成することも可能となる。このため、使用するコリメートレンズの数を減らし、小型化を図ることができる。
【００３６】
また、実施の形態にかかる製造方法によれば、ポリイミドなどの硬化収縮性を利用することで、フィルタ膜１３１〜１３３を互いに異なる角度を有するように容易に配置できるとともに、多数の多層膜フィルタ部材１３０を同時に多数製造することができる。このため、たとえばプリズムを多数製造して重ね合わせて製造するよりも、多層膜フィルタ部材１３０を容易にかつ効率的に製造することができる。
【実施例】
【００３７】
以下に、実施の形態にかかる波長合分波モジュール、受信モジュール、送信モジュールおよび製造方法の各実施例を説明する。
【００３８】
（実施例１）
図９は、実施の形態の実施例１にかかる波長合分波モジュールを正面からみた断面図である。図１０は、実施の形態の実施例１にかかる波長合分波モジュールを示す平面図である。図９および図１０に示すように、実施の形態の実施例１にかかる波長合分波モジュール９００は、光ファイバ９１０と、光ファイバ９２０と、筐体９３０と、を備えている。
【００３９】
光ファイバ９１０は、４種類の波長λ1〜λ4（λ1＜λ2＜λ3＜λ4とする）の分波光を含む合波光を入出力する単芯の光ファイバである。光ファイバ９２０は、４種類の波長λ1〜λ4の分波光をそれぞれ入出力する多芯の光ファイバである。光ファイバ９１０および光ファイバ９２０はそれぞれ筐体９３０に接続されており、筐体９３０に対してそれぞれ合波光および分波光を入出力する。
【００４０】
筐体９３０は、窓９４０と、窓９５０と、レンズ９６０と、多層膜フィルタ部材９７０と、を備えている。窓９４０は、光ファイバ９１０と筐体９３０との接続部分に設けられており、光ファイバ９１０と筐体９３０との間で入出力される合波光を通過させる。窓９５０は、光ファイバ９２０と筐体９３０との接続部分に設けられており、光ファイバ９２０と筐体９３０との間で入出力される分波光を通過させる。
【００４１】
レンズ９６０は、上述した実施の形態の変形例にかかる波長合分波モジュール１００のレンズ４１０と同様に、光ファイバ９１０と筐体９３０との間で入出力する合波光と、光ファイバ９２０と筐体９３０との間で入出力される分波光と、の両方を通過させて、通過させる光をコリメートまたは集光する。
【００４２】
多層膜フィルタ部材９７０は、互いに異なる角度を有して配置されたフィルタ膜９７１〜９７４から形成されており、光ファイバ９１０から入力されてレンズ９６０によってコリメートされる合波光を波長毎に分波して、分波したそれぞれの分波光を異なる角度によって反射させる。一方、光ファイバ９２０から入力されてレンズ９６０によってコリメートされるそれぞれの分波光を合波して、合波した合波光を反射させる。
【００４３】
フィルタ膜９７１〜９７４は、それぞれ波長λ1〜λ4に対応し、対応する波長以上の波長の光を反射させるとともに、対応する波長未満の波長の光を透過させるフィルタ膜である。この場合、フィルタ膜９７１〜９７４は、レンズ９６０側から、対応する波長の長い順、すなわち、フィルタ膜９７４，９７３，９７２および９７１の順に配置される。
【００４４】
また、フィルタ膜９７１〜９７４は、対応する波長が長い順、すなわちフィルタ膜９７４，９７３，９７２および９７１の順に、レンズ９６０によってコリメートされる合波光との角度が垂直に近づくように配置される。
【００４５】
（実施例２）
図１１は、実施の形態の実施例２にかかる波長合分波モジュールを正面からみた断面図である。図１２は、実施の形態の実施例２にかかる波長合分波モジュールを示す平面図である。図１１および図１２において、実施例１にかかる波長合分波モジュール９００と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４６】
実施の形態の実施例２にかかる波長合分波モジュール１１００の多層フィルタ膜部材１１７０を形成するフィルタ膜１１７１〜１１７４は、それぞれ波長λ1〜λ4に対応し、対応する波長以上の波長の光を透過させるとともに、対応する波長未満の波長の光を反射させるフィルタ膜である。この場合、フィルタ膜１１７１〜１１７４は、レンズ９６０側から、対応する波長の短い順、すなわち、フィルタ膜１１７１，１１７２，１１７３および１１７４の順に配置される。
【００４７】
また、フィルタ膜１１７１〜１１７４は、対応する波長が長い順、すなわち、フィルタ膜１１７４，１１７３，１１７２および１１７１の順に、レンズ９６０によってコリメートされた合波光との角度が垂直に近づくように配置される。
【００４８】
（実施例３）
図１３は、実施の形態の実施例３にかかる受信モジュールを正面からみた断面図である。図１４は、実施の形態の実施例３にかかる受信モジュールを示す平面図である。図１３および図１４において、実施例２にかかる波長合分波モジュール１１００と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４９】
実施の形態の実施例３にかかる受信モジュールは、上述した実施の形態１の変形例にかかる波長合分波モジュール１００を分波モジュールとして受信モジュールに適用した例である。図１３および図１４に示すように、実施例３にかかる受信モジュール１３００は、光ファイバ９１０と、筐体９３０と、を備えている。
【００５０】
光ファイバ９１０は、異なる波長の複数の分波信号光を含む合波信号光を他の通信装置から受信し、筐体９３０へ出力する。筐体９３０は、窓９４０と、レンズ９６０と、多層膜フィルタ部材１１７０と、ミラー１３１０と、セラミック基板１３２０と、４つの受光素子１３３０と、受信ＩＣ１３４０と、チップ部品１３５０と、ハンダバンプ１３６０と、を備えている。
【００５１】
窓９４０は、光ファイバ９１０と筐体９３０との接続部分に設けられており、光ファイバ９１０から筐体９３０へ出力される合波信号光を通過させ、レンズ９６０に出力させる。レンズ９６０は、光ファイバ９１０によって受信され、窓９４０を介して出力された合波信号光をコリメートし、多層膜フィルタ部材１１７０に出力する。また、レンズ９６０は、多層膜フィルタ部材１１７０から出力されるそれぞれの分波信号光をコリメートし、ミラー１３１０を介して４つの受光素子１３３０にそれぞれ出力する。
【００５２】
ミラー１３１０は、レンズ９６０から出力されるそれぞれの分波信号光を反射させ、４つの受光素子１３３０にそれぞれ出力する。セラミック基板１３２０には、４つの受光素子１３３０、受信ＩＣ１３４０およびチップ部品１３５０が配置されている。４つの受光素子１３３０は、多層膜フィルタ部材１１７０によって分波され、レンズ９６０からミラー１３１０を介して出力されたそれぞれの分波光を受光し、それぞれ電気信号に変換する。
【００５３】
受信ＩＣ１３４０およびチップ部品１３５０は、４つの受光素子１３３０によって変換されたそれぞれの電気信号に対して復調処理などの各種信号処理を行う。ハンダバンプ１３６０は、受信装置の基板上に受信モジュール１３００を固定するとともに、４つの受光素子１３３０によって変換され、受信ＩＣ１３４０およびチップ部品１３５０によって信号処理された電気信号を受信装置との間で入出力する。
【００５４】
この構成により、光ファイバ９１０が受信した合波信号光を多層膜フィルタ部材１１７０によって分波し、分波したそれぞれの分波信号光を４つの受光素子１３３０で電気信号に変換することで、複数の信号を同時に受信することができる。
【００５５】
なお、ここでは波長合分波モジュール１００を分波モジュールとして適用した受信モジュール１３００について説明したが、同様に、上述した実施の形態にかかる各種の波長合分波モジュール１００を分波モジュールとして受信モジュールに適用可能である。
【００５６】
また、４つの受光素子１３３０に代えて、異なる波長の分波信号光を出力する複数の発光素子を備えることにより、波長合分波モジュール１００を合波モジュールとして適用した送信モジュールとすることもできる。このように構成した場合、複数の発光素子によって出力された複数の分波信号光を多層膜フィルタ部材１１７０によって合波し、合波した合波信号光を光ファイバ９１０によって送信することで、複数の信号を同時に送信することができる。
【００５７】
（実施例４）
図１５〜図１８は、実施の形態にかかる製造方法によってフィルタ膜を形成したガラス基板の一部を側面からみた拡大断面図（その１）〜（その４）である。図１５においては、鋸型の溝が設けたガラス基板５００の表面に第１層のフィルタ膜６０１を形成し、フィルタ膜６０１の表面にポリイミド７０１を塗布して硬化収縮させた状態を示している。図１６においては、ポリイミド７０１の表面に第２層のフィルタ膜６０２を形成し、フィルタ膜６０２の表面にポリイミド７０２を塗布して硬化収縮させた状態を示している。
【００５８】
図１７においては、ポリイミド７０２の表面に第３層のフィルタ膜６０３を形成し、フィルタ膜６０３の表面にポリイミド７０３を塗布して硬化収縮させた状態を示している。図１８においては、ポリイミド７０３の表面に第４層のフィルタ膜６０４を形成した状態を示している。
【００５９】
図１５〜図１８に示すように、実施の形態にかかる製造方法によって４層の多層膜フィルタ部材を製造する場合、それぞれのフィルタ膜を形成する各工程において、ポリイミド７０１〜７０３を塗布する基板の表面の鋸型の溝が浅くなっていくため、フィルタ膜６０１〜６０４を互いに一定の角度を有して配置するために、各工程で塗布するポリイミドの硬化収縮率を変えるとよい。
【００６０】
たとえば、ポリイミドを希釈する溶剤の量を調節することで、ポリイミド７０１の硬化収縮率を６５％程度、ポリイミド７０２の硬化収縮率を５０％程度、ポリイミド７０３の硬化収縮率を５％程度とする。このように、ガラス基板５００に近いフィルタ膜に塗布するポリイミドほど硬化収縮率を高くすることにより、フィルタ膜６０１〜６０４を互いにほぼ一定の角度を有して配置することができる。
【００６１】
以上説明したように、この発明にかかる波長合分波モジュールによれば、使用するコリメートレンズの数を減らし、小型化を図ることができるという効果を奏する。また、この発明にかかる製造方法によれば、この発明にかかる波長合分波モジュールの多層膜フィルタ部材を容易にかつ効率的に製造することができる。
【００６２】
（付記１）異なる複数の波長からなる合波光をコリメートする位置に設けられた第１のレンズと、
互いに異なる角度を有して配置された複数のフィルタ膜から形成され、前記第１のレンズによってコリメートされる合波光が斜めに入射および出射の少なくとも１つを行う位置に設けられ、当該合波光を波長毎に分波して、分波したそれぞれの分波光を反射させる多層膜フィルタ部材と、
前記多層膜フィルタ部材によって反射したそれぞれの分波光をそれぞれ異なる位置に集光する位置に設けられた第２のレンズと、
を備えることを特徴とする波長合分波モジュール。
【００６３】
（付記２）異なる複数の波長からなる合波光を入射および出射の少なくとも１つを行う合波光ポートと、
前記合波光ポートからの合波光をコリメートする位置に設けられた第１のレンズと、
前記第１のレンズによってコリメートされる合波光が斜めに入射および出射の少なくとも１つを行う位置に設けられ、それぞれ異なる波長に対応し、対応する波長の光を反射させるとともに、対応する波長以外の波長の光を透過させるように配置された複数のフィルタ膜と、
前記複数のフィルタ膜によって反射した場合に前記複数の分波光をそれぞれ異なる位置に集光する位置に設けられた第２のレンズと、
前記第２のレンズが前記複数の分波光をそれぞれ集光する位置にそれぞれ設けられ、前記分波光を入射および出射の少なくとも１つを行う複数のポートと、
を備え、
前記複数のフィルタ膜は、互いに異なる角度を有して配置されていることを特徴とする波長合分波モジュール。
【００６４】
（付記３）前記複数のフィルタ膜は、対応する波長が長い前記フィルタ膜ほど、前記第１のレンズによってコリメートされる合波光との角度が垂直に近づくことを特徴とする付記２に記載の波長合分波モジュール。
【００６５】
（付記４）前記複数のフィルタ膜は、対応する波長以上の波長の光を反射させるとともに、対応する波長未満の波長の光を透過させ、前記第１のレンズおよび前記第２のレンズ側から、対応する波長の長い順に配置されることを特徴とする付記２または３に記載の波長合分波モジュール。
【００６６】
（付記５）前記複数のフィルタ膜は、対応する波長以上の波長の光を透過させるとともに、対応する波長未満の波長の光を反射させ、前記第１のレンズおよび前記第２のレンズ側から、対応する波長の短い順に配置されることを特徴とする付記２または３に記載の波長合分波モジュール。
【００６７】
（付記６）前記第１のレンズと前記第２のレンズとは、１つのレンズによって構成されていることを特徴とする付記２〜５のいずれか一つに記載の波長合分波モジュール。
【００６８】
（付記７）付記２〜６のいずれか一つに記載の波長合分波モジュールと、
前記複数のポートに代えて設けられ、前記第２のレンズから出力される前記複数の分波光をそれぞれ複数の電気信号に変換する複数の受光素子と、
を備え、
前記合波光ポートは、前記合波光を他の通信装置から受信して前記第１のレンズに出力することを特徴とする受信モジュール。
【００６９】
（付記８）付記２〜６のいずれか一つに記載の波長合分波モジュールと、
前記複数のポートに代えて設けられ、複数の電気信号をそれぞれ複数の分波光に変換して前記第２のレンズへ出力する複数の発光素子と、
を備え、
前記合波光ポートは、前記第１のレンズから出力される前記合波光を他の通信装置へ送信することを特徴とする送信モジュール。
【００７０】
（付記９）複数のフィルタ膜を積層して多層膜フィルタ部材を製造する方法において、
表面に鋸型の溝が設けられた基板の表面にフィルタ膜を形成する第１の形成工程と、
前記第１の形成工程によって形成されたフィルタ膜の表面に硬化収縮性を有する塗布剤を塗布する塗布工程と、
前記塗布工程によって塗布された前記塗布剤を硬化収縮させる硬化収縮工程と、
前記硬化収縮工程によって硬化収縮された前記塗布剤の表面に新たなフィルタ膜を形成する第２の形成工程と、
を含み、
前記塗布工程、前記硬化収縮工程および前記第２の形成工程を少なくとも１回行うことを特徴とする製造方法。
【００７１】
（付記１０）前記塗布工程では、前記基板に近いフィルタ膜に塗布する塗布剤ほど硬化収縮率が高いことを特徴とする付記９に記載の製造方法。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
以上のように、この発明にかかる波長合分波モジュールは、多層膜フィルタ部材を備えた波長合分波モジュールに有用であり、特に、メトロ網における伝送機器に適用する場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】実施の形態にかかる波長合分波モジュールの構成の概要を示す図である。
【図２】フィルタ膜の透過特性の一例を示すグラフである。
【図３】フィルタ膜が光を反射させる角度を示す図である。
【図４】実施の形態の変形例にかかる波長合分波モジュールの構成の概要を示す図である。
【図５】多層膜フィルタ部材を製造するためのガラス基板を示す斜視図である。
【図６】多層膜フィルタ部材を製造するためのガラス基板の一部を側面からみた拡大断面図である。
【図７】ポリイミドを塗布した状態のガラス基板の一部を側面からみた拡大断面図である。
【図８】ポリイミドを硬化収縮させた状態のガラス基板の一部を側面からみた拡大断面図である。
【図９】実施の形態の実施例１にかかる波長合分波モジュールを正面からみた断面図である。
【図１０】実施の形態の実施例１にかかる波長合分波モジュールを示す平面図である。
【図１１】実施の形態の実施例２にかかる波長合分波モジュールを正面からみた断面図である。
【図１２】実施の形態の実施例２にかかる波長合分波モジュールを示す平面図である。
【図１３】実施の形態の実施例３にかかる受信モジュールを正面からみた断面図である。
【図１４】実施の形態の実施例３にかかる受信モジュールを示す平面図である。
【図１５】実施の形態にかかる製造方法によってフィルタ膜を形成したガラス基板の一部を側面からみた拡大断面図（その１）である。
【図１６】実施の形態にかかる製造方法によってフィルタ膜を形成したガラス基板の一部を側面からみた拡大断面図（その２）である。
【図１７】実施の形態にかかる製造方法によってフィルタ膜を形成したガラス基板の一部を側面からみた拡大断面図（その３）である。
【図１８】実施の形態にかかる製造方法によってフィルタ膜を形成したガラス基板の一部を側面からみた拡大断面図（その４）である。
【符号の説明】
【００７４】
１００，９００，１１００ 波長合分波モジュール
１１０ 合波光ポート
１２０，１４０，４１０ レンズ
１３０ 多層膜フィルタ部材
１３１，１３２，１３３，６０１，６０２，６０３，６０４ フィルタ膜
１５１，１５２，１５３ ポート
２０１，２０２，２０３ 透過特性
５００ ガラス基板
７０１，７０２，７０３ ポリイミド
１３００ 受信モジュール
１３３０ 受光素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる複数の波長からなる合波光を入射および出射の少なくとも１つを行う合波光ポートと、
前記合波光ポートからの合波光をコリメートする位置に設けられた第１のレンズと、
前記第１のレンズによってコリメートされる合波光が斜めに入射および出射の少なくとも１つを行う位置に設けられ、それぞれ異なる波長に対応し、対応する波長の光を反射させるとともに、対応する波長以外の波長の光を透過させるように配置された複数のフィルタ膜と、
前記複数のフィルタ膜によって反射した場合に前記複数の分波光をそれぞれ異なる位置に集光する位置に設けられた第２のレンズと、
前記第２のレンズが前記複数の分波光をそれぞれ集光する位置にそれぞれ設けられ、前記分波光を入射および出射の少なくとも１つを行う複数のポートと、
を備え、
前記複数のフィルタ膜は、互いに異なる角度を有して配置されていることを特徴とする波長合分波モジュール。
【請求項２】
前記複数のフィルタ膜は、対応する波長が長い前記フィルタ膜ほど、前記第１のレンズによってコリメートされた合波光との角度が垂直に近づくことを特徴とする請求項１に記載の波長合分波モジュール。
【請求項３】
前記第１のレンズと前記第２のレンズとは、１つのレンズによって構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の波長合分波モジュール。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一つに記載の波長合分波モジュールと、
前記複数のポートに代えて設けられ、前記第２のレンズから出力される前記複数の分波光をそれぞれ複数の電気信号に変換する複数の受光素子と、
を備え、
前記合波光ポートは、前記合波光を他の通信装置から受信して前記第１のレンズに出力することを特徴とする受信モジュール。
【請求項５】
複数のフィルタ膜を積層して多層膜フィルタ部材を製造する方法において、
表面に鋸型の溝が設けられた基板の表面にフィルタ膜を形成する第１の形成工程と、
前記第１の形成工程によって形成されたフィルタ膜の表面に硬化収縮性を有する塗布剤を塗布する塗布工程と、
前記塗布工程によって塗布された前記塗布剤を硬化収縮させる硬化収縮工程と、
前記硬化収縮工程によって硬化収縮された前記塗布剤の表面に新たなフィルタ膜を形成する第２の形成工程と、
を含み、
前記塗布工程、前記硬化収縮工程および前記第２の形成工程を少なくとも１回行うことを特徴とする製造方法。
【請求項１】
異なる複数の波長からなる合波光を入射および出射の少なくとも１つを行う合波光ポートと、
前記合波光ポートからの合波光をコリメートする位置に設けられた第１のレンズと、
前記第１のレンズによってコリメートされる合波光が斜めに入射および出射の少なくとも１つを行う位置に設けられ、それぞれ異なる波長に対応し、対応する波長の光を反射させるとともに、対応する波長以外の波長の光を透過させるように配置された複数のフィルタ膜と、
前記複数のフィルタ膜によって反射した場合に前記複数の分波光をそれぞれ異なる位置に集光する位置に設けられた第２のレンズと、
前記第２のレンズが前記複数の分波光をそれぞれ集光する位置にそれぞれ設けられ、前記分波光を入射および出射の少なくとも１つを行う複数のポートと、
を備え、
前記複数のフィルタ膜は、互いに異なる角度を有して配置されていることを特徴とする波長合分波モジュール。
【請求項２】
前記複数のフィルタ膜は、対応する波長が長い前記フィルタ膜ほど、前記第１のレンズによってコリメートされた合波光との角度が垂直に近づくことを特徴とする請求項１に記載の波長合分波モジュール。
【請求項３】
前記第１のレンズと前記第２のレンズとは、１つのレンズによって構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の波長合分波モジュール。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一つに記載の波長合分波モジュールと、
前記複数のポートに代えて設けられ、前記第２のレンズから出力される前記複数の分波光をそれぞれ複数の電気信号に変換する複数の受光素子と、
を備え、
前記合波光ポートは、前記合波光を他の通信装置から受信して前記第１のレンズに出力することを特徴とする受信モジュール。
【請求項５】
複数のフィルタ膜を積層して多層膜フィルタ部材を製造する方法において、
表面に鋸型の溝が設けられた基板の表面にフィルタ膜を形成する第１の形成工程と、
前記第１の形成工程によって形成されたフィルタ膜の表面に硬化収縮性を有する塗布剤を塗布する塗布工程と、
前記塗布工程によって塗布された前記塗布剤を硬化収縮させる硬化収縮工程と、
前記硬化収縮工程によって硬化収縮された前記塗布剤の表面に新たなフィルタ膜を形成する第２の形成工程と、
を含み、
前記塗布工程、前記硬化収縮工程および前記第２の形成工程を少なくとも１回行うことを特徴とする製造方法。
【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】
【公開番号】特開２００８−１２２６９７（Ｐ２００８−１２２６９７Ａ）
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３０６８７７（Ｐ２００６−３０６８７７）
【出願日】平成１８年１１月１３日（２００６．１１．１３）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月１３日（２００６．１１．１３）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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