JP3611842B2 - 波長分波器の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、複数の異なる波長を有する光を分波する波長分波器の製造方法に係り、特には、光ファイバを介して波長の異なる搬送波にのせられて伝送されてくる信号を各搬送波毎の信号に分波するようにした波長分波器の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光通信によって高速かつ大量のデータ通信を行うシステムの研究開発が盛んである。特に、一度に大量のデータを送るために、１本の光ファイバ内を異なる波長を有する搬送波にのせて光信号を送る波長多重の光伝送方式が開発されている。
【０００３】
このように、１本の光ファイバで複数の異なる波長を持つ搬送波にのせられた光信号が送られてきた場合、受信側では、これらの異なる波長の光信号をそれぞれの波長に分波して検出しなくてはならない。
【０００４】
従って、受信側での波長分波の精度によって、光信号の受信特性が大きく左右されることになる。受信側での波長分波精度が悪いと、送信側で多くの信号を異なる波長の搬送波にのせで送信したとしても、これらの信号を受信することができないということになるので、精度の良い波長分波器が望まれるところである。
【０００５】
従来知られている波長分波方法にはさまざまな種類のものがある。例えば、２つの波長を分離する方法としては、多層の干渉膜によるフィルタおよびファブリ・ペロ型やマイケルソン型などの干渉計が知られている。
【０００６】
図８は、上記２つの波長を分離する方法を適用した装置の概略図である。
図８（ａ）は、多層の干渉膜によるフィルタの例である。多層干渉膜８１は透明基板８０上に形成されており、レンズ等により平行光線となった入射光８２が入射される。多層干渉膜８１に入射した入射光８２は、多層干渉膜８１の内部で反射をくりかえす。このとき、多層干渉膜８１を透過する条件を満たす波長λ２ の光８４だけが多層干渉膜８１を透過することができる。透過する条件を満た さない波長λ１ の光８３は多層干渉膜８１を透過することができないので反射 される。このように、多層干渉膜フィルタを用いることにより２つの異なる波長の光を分離することができる。
【０００７】
図８（ｂ）は、ファブリ・ペロ型干渉計の概略図である。ファブリ・ペロ型干渉計は、高い反射率を有する反射板８５と８６を所定の間隔をおいて平行に設置したものである。この場合も多層干渉膜フィルタの場合と同様に、平行光線に変換された入射光８２が反射板８５の裏面から入射し、反射板８５と８６の間で多数回反射する。そして、透過条件を満たす波長λ２ の光８４はファブリ・ペロ 型干渉計を透過し、条件を満たさない波長λ１ の光８３は反射されて、２つの 異なる波長の光の分離が行われる。
【０００８】
図８（ｃ）は、マイケルソン型干渉計の概略図である。中央にはハーフミラー８９が据えられ、平行光線である入射光８２が直交する２方向へ分離される構成となっている。分離された光の進む方向には、それぞれ反射ミラー８７、８８が設けられ、それぞれに向かって進んできた光を直角に反射する。ハーフミラー８９から反射ミラー８７、８８への距離は適当な光路差を生じるように異なっている。反射ミラー８７、８８で反射されたそれぞれの光は共にハーフミラー８９の同じ場所に帰ってきて干渉を起こし、異なる波長λ１ 、λ２ の光８３、８４は 分離される。
【０００９】
一方、複数の波長を同時に分離する方法としては、実用的には回折格子およびその変形として光導波路を使ったアレイ導波路格子がある。
図９は、複数の波長を同時に分離する方法を採用した分波器の概略図である。
【００１０】
図９（ａ）は回折格子の概略図である。回折格子は、良く知られているように分光器として用いられるものであり、複数の波長の光を含んだ平行光線の入射光９０を照射すると、表面の凹凸によって反射される。それぞれの凹凸で反射された入射光９０は互いに干渉しあい、異なる波長の光は異なる角度で出射される。
【００１１】
図９（ｂ）は光導波路を使ったアレイ導波路格子の概略構成図である。
入射口９３から複数の波長の光を含んだ光が入射され、多数の導波路９４に分岐させられる。それぞれの導波路９４の先端には光の出射口９１が設けられ、入射光が出射光９２として出射される。各導波路９４は長さ等が一本づつ異なっており、導波路９４を伝搬して出射口９１から光が出るまでに光が伝搬する光路長がそれぞれ異なるように構成されている。このような導波路９４を通過した光は、互いに位相が異なるので、出射口９１から出るときに互いに干渉しあう。これにより、回折格子と同様な作用で異なる波長の光を異なる方向へと出射させる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、２つの異なる波長を分離するのみの分波器では、多数の異なる波長の光が多重された光多重通信において光信号の受信に使うとすると、それぞれの光を分波するのに分波器を何段にも連結して用いる必要があり、受信器の大型化がまぬがれない。
【００１３】
一方、回折格子等においては波長の異なる光を波長に応じた方向に偏向して分波するものであるが、一般に、回折格子は互いに異なる光を偏向する角度の差が、すなわち分散角が小さい。光多重通信において、できるだけ多くの情報を一度に送信しようとすると、異なる信号波の波長の差は小さくならざるを得ない。分散角が小さい回折格子を受信器の分波器として使用している場合は、このような信号波を誤受信する可能性が大きい。従って、受信器の信頼性を著しく損ねることになる。また、回折格子は、入射する光の偏光状態に影響を受けやすく、特性が不安定になる傾向がある。更に、回折格子はその表面の細かな凹凸を規則正しく、製造しなければならず性能の良い回折格子を得るための製造工程が難しくなるという面も有している。
【００１４】
また、アレイ導波路格子は導波路の構成の仕方によって分散角をある程度調整可能であるが、所望の構成を得るための構成の調整が非常に微妙であり、温度変化などによる影響を受けやすく、耐環境性が悪いという欠点がある。
【００１５】
したがって、本発明は、複数の光を一度に分離できるとともに、分散角が比較的大きく、簡単な構成で、かつ耐環境性のよい波長分波器の製造方法を提供することを目的とする。特には、１つの光伝搬路内を伝搬する光波長が異なる複数の光を、波長毎に分離し、それぞれの空間的に異なる位置にある光伝搬路または受光素子で受け、波長多重の光伝送を可能とすることができる波長分波器の製造方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段及び作用】
本発明は、上記課題を解決するため、相対する第１及び第２の互いに平行な反射面を持ち、該第１及び第２の反射面のいずれか一方の面上もしくは該一方の面の近傍に該一方の面に平行に設定される線分からその線分に垂直方向に放射状に広がる光線を、前記第１及び第２の反射面間に入射させ、多重反射の毎に第１及び第２のいずれか一方の反射面を透過して光を出力し、それらの干渉の結果、進行方向が光の波長により異なる光束を形成するように構成された波長分波器の製造方法であって、少なくとも互いに平行な２つの面を有する透明な平行平板の該互いに平行なそれぞれの面にそれぞれ反射膜を形成して、該それぞれの反射膜を前記第１及び第２の反射面とし、前記反射膜のいずれか一方の反射膜の一部に反射率の低い部分を形成して、該反射率の低い部分を前記第１及び第２の反射面間への前記光線の入射領域とし、少なくとも前記反射率の低い部分が形成された面の上に透明体を形成することを特徴とするものである。
また、本発明の他の態様は、光を反射する第１の反射面と、反射率が１００％より小さく光の一部が透過する第２の反射面を平行平板に形成する工程と、入射される光を前記第１および前記第２の反射面の間で反射を繰り返しながら放射的に拡がり進行するように収束させる第１のレンズを設ける工程とを有し、前記第１のレンズを設ける工程により前記第２の反射面を透過して放出される光が干渉しながら光を分波する波長分波器の製造方法である。
図１は、本発明の製造方法で得られる波長分波器の原理を説明する図であり、この分波器を横方向から見た断面図である。
【００１７】
本発明においては、間隔ｄをあけて２つの反射面１２、１３を平行に配置する。反射面１２、１３の反射率は適度に定められるべきものである。しかし、ここでは、説明の便宜のために、反射面１２、１３のいずれか一方の反射率がほぼ１００％であり、他方は数％の透過率を有する、あるいは反射率が１００％より小さく反射面１２から光の一部を透過させるように構成されているものとする。
【００１８】
ただし、反射面１２、１３のうち、どちらを反射率がほぼ１００％を有するように構成するかは任意であり、例えば、反射面１３が数％の透過率、あるいは１００％より小さく反射面１２から光の一部を透過させるような反射率を有し、反射面１２がほぼ１００％の反射率を有するように構成してもよい。
【００１９】
図１においては、反射面１３がほぼ１００％の反射率を有し、反射面１２が１００％より小さい反射率を有して光の一部を透過させるように構成されていることとして説明する。
【００２０】
反射面１２の一部には光をほとんど、あるいは全く反射しない照射窓１１を設けるようにして、ここから光を入射するようにしてもよい。この照射窓１１は、必ずしも必要ではないが、光の損失を考えると設けることが望ましい。
【００２１】
入射光１０は、シリンドリカル・レンズ等を用いて１線分上に集束されるようになっている。このようにシリンドリカルレンズ等によって光が集光させられる線分のことを、以下焦線と呼ぶ。同図にｉで示される点は入射光１０の焦線を横から見たものである。
【００２２】
なお、同図の場合、焦線ｉは照射窓１１が設けられている面内に存在することを仮定して記載してあるが、実際には焦線は必ずしも照射窓１１が設けられている面内に存在する必要はない。ただし、このように焦線の位置がずれることにより、本発明の波長分波器の分波特性に若干の変化を生じる可能性がある。
【００２３】
焦線ｉに収束された入射光１０は、その後、焦線ｉを軸として放射状に次第に拡がっていき反射面１３に達する。反射面１３では入射光１０は１）で示される点（正確には線）の間の幅にまで光が拡がっている。そして、反射面１３によって反射され反射面１２に向かう。反射面１２は光を一部透過する性質を有しているので１）から反射されてきた光は一部が１）’として外部に放出される。
【００２４】
一方、透過しなかった光は反射面１２で反射され反射面１３の２）で示される範囲に到達する。同図より明らかなように入射光１０は焦線ｉを軸として放射状に次第に拡がっていく光線なので、反射面１３と反射面１２の間で反射を繰り返しながら次第に光線の幅を拡げていく。これは、１）の間の間隔よりも２）の間の間隔の方がより拡がっていることによって示されている。
【００２５】
同様に、２）から反射された光は反射面１２で反射されると共に、一部が２）’として外部に放出される。以下同様に、２）で反射された光の内、反射面１２で反射された光は２つの３）で示される範囲で、３）で反射された光の内、反射面１２で反射された光は２つの４）で示される反射面１３上の範囲で反射される。
【００２６】
それぞれ３）及び４）で示される範囲で反射された光は反射面１２で反射されるとともに、一部が３）’、４）’として外部に放出される。このように、反射面１３と反射面１２との間では何回も反射が行われ（多重反射）、反射されるごとに反射面１２から一部の光が外部へ放出される。外部に放出された光１）’〜４）’等は互いに干渉しあい、光束を形成するようになる。異なる波長の光からなる光束は、異なる進行方向を有し、反射面１２から異なる角度で放射される。
【００２７】
図２は、本発明の多重反射の原理を同等なモデルに置き換えたものである。
焦線ｉから放出された光は反射面１３で反射されるが、反射面１３は鏡と同じであり、反射面１２、１３がなかったとしたときに、焦線ｉ０から光が放出された作用と同等である。また、１回多重反射を行った光（反射面１２で反射され、再び反射面１３で反射されて外部に放出された光）は、焦線ｉ０から反射面１２、１３の間隔ｄの２倍だけ離れた焦線から放出された光と同等である。同様に、２回多重反射した光は焦線ｉ２から、３回多重反射した光は焦線ｉ３から、４回多重反射した光は焦線ｉ４からそれぞれ放出された光と同等である。
【００２８】
ここで、実際には焦線ｉから放出され反射を繰り返して外部に放出される光は、反射を繰り返す毎に強度が弱くなっていくので、それぞれの焦線から放出される光は、焦線ｉ１から焦線ｉ４にいくに従って、次第に光の強度が弱くなっていくようになっている。
【００２９】
また、焦線ｉ０〜ｉ４のそれぞれの間隔は常に反射面１２、１３の間隔ｄの２倍に等しい。
同図から明らかなように、それぞれの焦線から放出される光は互いに重なり合っており、互いに干渉しあう。ここで、焦線ｉから放出される光が複数の波長の光を含んでいたとする。焦線ｉから放出される光はある角度で放射状に拡がる光であるので多くのフーリエ成分、すなわち波長が同じ光に関して多くの異なる進行方向を持った光を含むことになる。光が強め合う条件式は、波長をλ、反射面１２、１３間の間隔をｄ、反射面１２、１３に垂直な方向を０°としたときの光の進行方向の角度をθとすると、
２ｄ×ｃｏｓθ＝ｍλ ・・・・・（１）
と表せる。ここで、ｍは任意の整数である。したがって、ｄとλが一定であるとすると、ｍがある特定の値をとることによって、波長λの光が出射する方向θが決定されることになる。
【００３０】
反射面１２、１３間に入射する光が複数の波長を含む平行光線であったばあいには、全ての波長の光が同一の方向を目指して進んでいくので（θが決定されているので）、式（１）を満たす波長の光は多くとも１つに限られてしまう。したがって、この場合は２つの波長を分離することができるだけである（これはファブリ・ペロ型干渉計等に対応する）。
【００３１】
一方、本発明の場合は、焦線ｉから放出される光がある角度をもって放射状に拡がる光であるためにそれぞれの波長の光が異なる進行方向を持つ光の重ね合わせとなっているので、式（１）において、λが異なる光は式（１）を満たす進行方向θを持つ成分だけが抽出されて光束を形成するように作用する。しがって、複数の異なる波長の光を含む光を波長毎に異なる方向へと放出し、一度に複数の光の分波を行うことができる。
【００３２】
【実施例】
図３は、本発明の一実施例の斜視図である。
同図においては、例えば厚さ１００μｍのガラスの平行平板３０の両面に、反射率の高い多層の干渉膜である反射多層膜３１、３２を施してある。ここで、平行平板３０の厚さｄとしては、５０〜１００μｍ程度が実用的に好ましい。
【００３３】
反射多層膜３１、３２の垂直入射およびそれに近い入射角度、例えば２０度以下の光に対する反射率は、一方の面に対してほぼ１００％、他方の面に対して９５％程度とする。しかし、他方の面の反射率は特に９５％でなくてはならないわけではなく、入射した光が反射多層膜３１、３２の間で十分な多重反射を行うことができればよく、実用上は８０％以上で１００％よりも小さい値であれば特に問題はない。従って、便宜上、他方の面の反射率は９５％として説明する。
【００３４】
また、反射多層膜３１と３２のどちらをほぼ１００％の反射率を有する膜とするかは全くの任意であるが、図３においては、反射多層膜３２の方をほぼ１００％の反射率を有する構成としている。
【００３５】
反射率が９５％の干渉膜を施した反射多層膜３１の一部に、この干渉膜の代わりに反射率ほぼ０％の干渉膜（あるいは反射防止膜）を施した領域を設け、入射光の照射窓３３とし、反射多層膜３１と照射窓３３の境界を直線となるように構成する。
【００３６】
入射光は、例えば、不図示の光ファイバから出て、コリメートレンズ３４で平行光線に変換されたのち、シリンドリカルレンズ３５によって１つの線分の上に集光される。このように光が集光される線分のことを焦線３６と呼ぶことにする。光を１点に集光しないのは、反射多層膜３１と照射窓３３の境界に平行な方向には多重反射による干渉が生じないからである。
【００３７】
この集光された光は入射光３８として反射率がほぼ０％の上記照射窓３３の部分を通って反射多層膜３１、３２間に入る。この際、焦線３６は、上記反射多層膜３１と照射窓３３の境界に平行でしかも十分に近くなるように設定する。また、この入射光３８の光軸は垂直入射から傾け、反射多層膜３１、３２間を１往復して拡がった光が照射窓３３から漏れ出ないようにする。
【００３８】
この時の入射光軸の傾き角は、光が平行平板３０の中をその厚さの２倍の距離進んだ位置における光線の太さと入射光３８の集光位置（すなわち、焦線３６）における光線の太さの平均値と、ガラス平板の厚さｄの２倍との比に、ガラスの屈折率を乗じたものより大きくなるようにする。
【００３９】
図４（ａ）を用いて上記入射光軸の傾きについて説明する。
光が平行平板３０の中をその厚さの２倍の距離進んだ位置における光線の太さとは、図４（ａ）においては、ｂで現される光線の幅である。入射光３８の集光位置即ち焦線３６での光線の太さとは図４（ａ）でａと示されている。このａは、例えば入射光３８がシリンドリカルレンズによって集光されたものである場合、光の回折限界程度の大きさである。そしてこれらの平均値とは、同図のｃで現される長さが０のときの光軸４１が反射多層膜３１が設けられている面と交わる点ａ１ 、ｂ１ の間の距離を現す。このｃが０の時が、入射光３８が反射多層膜 ３２から反射して戻ってきたとき照射窓３３から漏れ出さない最小の条件である。
【００４０】
ところで、光軸の傾きθ１ は点ａ１ 、ｂ１ の間の距離を平行平板３０の厚さ ｄを２倍した値で割った値から得られ、特に、θ１ が小さいときにはこの値に ほぼ等しいことが知られている。従って、入射光３８が反射多層膜３２で反射されて戻ってきたときに照射窓３３から漏れ出さないための光軸４１の傾きの条件は、屈折率の異なる媒体に光が入射すると屈折することを考慮して、以下の式のように表せる。
【００４１】
光軸の傾きθ１ ≧ｎ（ａ＋ｂ）／４ｄ ・・・・（２）
ここで、ｎは平行平板３０の屈折率である。
図３に戻って本発明の実施例についての説明をする。
【００４２】
平行平板３０の中に入った光は多重反射を繰り返すが、その際、反射率９５％の反射多層膜３１の面で反射する毎に５％の光がこの面を透過して外へ出る。平行平板３０中から外へ出た各透過光は相互に干渉し、１本の光束３７を作るが、その光束３７の進行方向は光の波長に依存する。その結果、光束３７をレンズで１点に集光すると、その集光位置は波長変化に伴って直線上を移動する。この直線上に複数の受光器４０を配列すれば、波長毎に異なる受光器４０で受けることができる。
【００４３】
図４（ｂ）を用いて光束の進行方向が光の波長によって異なることをより詳しく説明する。
先に述べたように、本発明においては複数の波長を含む光を焦線３６に集光させ、その後焦線３６を軸にして放射状に拡がるように反射面４４と４５の間に入射させる。ここで、反射面４４は反射多層膜３１に、反射面４５は反射多層膜３２に対応する。
【００４４】
複数の波長を含んだ光を焦線３６から一定の角度で放射状に拡がる光として入射させることにより、この光は個々の波長の光がさまざまな進行方向を持って重ね合わされたものになる。すなわち、多くのフーリエ成分を含むものとなる。
【００４５】
そこで、一つの波長の光に注目すると、同一波長の光が様々な角度で平行平板３０に入射することになる。同図には、この内の３つの異なる進行方向を有する光が図示されている。
【００４６】
平行平板３０内で多重反射した光が外部に放出され干渉を起こし、互いに強め合って光束を形成するためには、前記式（１）を満たす必要があるが、平行平板３０の厚さｄが固定されていた場合、ある波長の光が光束を形成するようにするためには、入射角度が条件を満たすようにならなければならない。特に、入射光が平行光線であった場合は、光の進行方向は一定に定められるので、入射角と平行平板３０の厚さｄによって決められる波長の光しか光束を形成することはできない。
【００４７】
しかしながら、本発明のように、入射光を焦線３６を軸として放射状に拡がる光を用いることにより、同一波長の光でも異なる進行方向の光の集まりとすることができる。すなわち、入射角を一々設定しなくても、これら異なる進行方向を有する光の集まりの中には、干渉によって互いに強めあう条件を満たす角度で入射する光が必ず存在する。
【００４８】
同図にしめされるように、同一波長の光が１）、２）、３）の角度で一度に入射することになる。このうち２）の光が互いに強めあう条件を満たす場合、１）と３）の光は条件を満たさないので外部に放出された後は干渉によって弱め合って光束をつくらない。一方２）の光は互いに強め合うために、２）の矢印で示される方向に光束を作る。
【００４９】
また、他の波長の光の場合には、１）、２）の光が条件を満たさず、３）の光が条件を満たすということが起こる。すると、この波長の場合には、３）の矢印で示される方向に光束を作ることになる。
【００５０】
このように、複数の異なる波長の光が重ね合わされて入射された場合は、前述したように、波長毎に異なる方向に光束を作ることになる。
以上のような作用により、波長多重信号を異なる波長毎に同時に分波可能である。更に、分散角は平行平板３０の厚さｄにより調節することができるので、分散角も大きく取ることができる。すなわち、回折格子の場合は分散角を大きくするために、凹凸の間隔を狭くしなければならないが、間隔の狭い凹凸を精度良く製造するのは困難であり、分散角を大きくするには限界が生じる。一方、本発明は、平行平板３０の厚さを変えるだけでよいので、製造するのが容易であり、分散角を大きくすることができる。
【００５１】
また、平行平板３０を平行に作るだけで、多重反射された光の位相差を正確に所定の値だけずらすことができるので、耐環境性にも優れている。また、本実施例の構成は、光の偏光状態による特性の変化も少ない。
【００５２】
図５は、本発明の他の実施例の構成図である。
同図においては、反射多層膜３１’の反射率がほぼ１００％であり、反射多層膜３２’の反射率が９５％としたものである。この場合、作用は図３、４に関して述べたものと同じであって、異なるのは光の多重反射によって生じる光束３７’が入射光３８とは反対側に形成されている点である。
【００５３】
すなわち、コリメートレンズ３４で平行光線にされた光はシリンドリカルレンズ３５によって焦線３６に集光する入射光３８となる。平行平板３０に入射した入射光３８は反射多層膜３１’、３２’の間で多重反射を起こす。本実施例では、反射多層膜３１’は反射率がほぼ１００％であるので、反射多層膜３１’側からは光は放出されず、反射多層膜３２’の側から放出される。放出された光は互いに干渉しあい進行方向がその波長に依存した光束３７’を形成する。これをレンズ３９で集光し、受光器４０で検出する。
【００５４】
図６は本発明の分波器の製造方法の一例である。
まず、図６（ａ）では、なるべく平行性のよい平行平板３０をガラス等で形成し、その両面に真空蒸着やイオンスパッタリング等の方法で反射膜６０及び６１を形成する。このとき、反射膜６０と６１のうち、どちらかを反射率がほぼ１００％に近い値になるようにするとともに、もう一方を反射率が１００％より小さく、好ましくは８０％以上になるように形成しておく。
【００５５】
次に図６（ｂ）においては、反射膜６０と６１のいずれか一方の一部を削り取る。同図においては、反射膜６０の側が削り取られているが、削り取る面はいずれでもよく、反射膜６０、６１の反射率の設定により図３の実施例のような構成になるか、図５の実施例のような構成になるかが変わるだけである。
【００５６】
また、この削り取る方法としては、エッチング等を用いても良いが機械的に削り取るのが最も安価に行うことができる。但し、機械的に削り取る場合に、平行平板３０をあまり傷つけないように注意する必要がある。すなわち、この反射膜が削り取られた部分は、図３あるいは図５の実施例の照射窓３３になる部分であるので、あまり傷が大きいと光の入射に際して不要な散乱光を多く生じる可能性があるからである。
【００５７】
なお、照射窓の部分を形成するのに上記方法のように反射膜を最初に形成しておき削り取るという方法を用いなくても良く、予め照射窓に対応する部分にマスクを施しておき、この部分だけ反射膜が形成されないようにすることも可能である。
【００５８】
図６（ｃ）の工程では、反射膜６０とこれが削り取られた部分の上に透明な接着剤６２を塗る。この接着剤６２は、照射窓の部分にも塗られるためなるべく光の損失を生じないものが好ましい。
【００５９】
図６（ｄ）では、透明な接着剤６２の上から透明な透明保護板６３を取り付け、反射膜等が傷つくのを保護するようにする。この時、透明な接着剤６０は反射膜６０を削り取ったためにできた段差を埋めるように充満するので、透明保護板６３を平行平板３０の上面に平行に接着することができる。
【００６０】
また、同様に、図示されてはいないが、反射膜６１を保護するために、こちらの面にも接着剤を塗って、保護板を取り付けることも可能である。なお、同図の場合、反射膜６１が反射率約１００％ならば、照射窓３３が設けられていないので、光がこちらの面を透過することがなく、接着剤や保護板は必ずしも透明なものでなくてもよい。
【００６１】
更には、光が入射あるいは出射する面の透明保護板には、反射防止膜を設けるのもよい。例えば、図６（ｄ）の透明保護板６３には、この面に照射窓３３があることから、反射防止膜６４が設けられている。
【００６２】
図７は、本発明の波長分波器７３を導波路型分波器に適用した一構成例の図である。
基板６５上にはニオブ酸リチウム等で形成された導波路等が設けられている。入射導波路７０からは光ファイバ等からの光が入射される。この光には波長の異なる複数の搬送波にのせられた光信号が含まれている。一般に光はその幅が拡がるように光ファイバ等から出てくるので、光ファイバ等からの入射光はコリメートレンズ７１によって平行光線に変換される。
【００６３】
平行光線に変換された入射光はシリンドリカルレンズ７２によって、同図の図面の表面に平行な方向にのみ集光させられる。そして、同図の図面の表面に垂直な焦線上に集光させられた入射光は、照射窓７６から波長分波器７３に入射させられる。
【００６４】
本構成例においては、波長分波器７３は前述したように平行平板７９の一方の面に反射膜７４が、他方の面に反射膜７５と照射窓７６とが設けられている。また、平行平板７９で多重反射した光の光束は照射窓７６と反対側に出射するように構成されている。すなわち、反射膜７５の反射率は約１００％であり、反射膜７４の反射率は１００％よりも小さく、平行平板７９内で多重反射する光の一部を外部に出射するように構成されている。
【００６５】
波長分波器７３を通過した光は波長毎に異なる進行方向に向かって光束となって出射し、レンズ７７によって集束される。そして、図７に図示されているように、レンズ７７によって集光させられることによって、異なる角度で波長分波器７３を出てきた光は、異なる点に集光する。すなわち、例えば、波長λ１ 、λ２ 、λ３ のそれぞれの光は、図示されているような点に集光されることになる。
【００６６】
レンズ７７によって光が集光される場所には、波長毎に集光された光を受光するための受光導波路７８が複数設けられている。各受光導波路７８は、それぞれ単一の波長の搬送波にのせられた光信号を導くように設けられており、波長多重方式によって送られてきた、各チャンネルの信号を同時に受光する。
【００６７】
各受光導波路７８によって導かれる光は、その後段に各受光導波路７８に１対１に対応して設けられるフォトダイオード等の受光器により検出され、信号として処理される。
【００６８】
なお、上記実施例においては、焦線は照射窓の表面内に含まれることを仮定して説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、焦線が平行平板の中に入り込んでいても、また照射窓の手前で入射光が焦線に集光される構成であってもよい。
【００６９】
また、上記実施例においては、２つの反射多層膜の一方の反射率がほぼ１００％の構成のみ示したが、必ずしもこの構成に限られない。すなわち、例えば、両方の反射多層膜の反射率を９５％としたばあいにも同様の作用が得られる。この場合、両方の反射多層膜から外部に光線が漏れ、干渉の結果、進行方向が波長に依存した光束を平行平板の両側に形成することになる。
【００７０】
【発明の効果】
本発明によれば、複数の波長の光を一度に分離することができるので、光多重方式の光通信における受信機を小型化することができる。
【００７１】
回折格子を用いた受信器に比べ、波長変化に対する分散角が大きいので、多重度の大きい光多重通信においても光信号を正確に受光することができる。また、構造が単純で、安価となりうる。更に、多重反射を使うため、各光線の位相差が常に一定しており、特性が安定であり、回折格子を用いた場合には避けることのできない偏光による特性の変化を小さくできる。
【００７２】
また、アレイ導波路格子と比較しても、構造が単純であると共に、多重反射を利用することによる特性の安定性が良く、耐環境性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を説明する図（その１）である。
【図２】本発明の原理を説明する図（その２）である。
【図３】本発明の一実施例を示す斜視図である。
【図４】実施例の構成及び作用を説明する図である。
【図５】本発明の他の実施例を示す斜視図である。
【図６】本発明の波長分波器の製造工程を示す図である。
【図７】本発明の波長分波器を導波路型波長分波器に適用した正面図である。
【図８】従来の波長分波器を説明する図（その１）である。
【図９】従来の波長分波器を説明する図（その２）である。
【符号の説明】
１０、３８ 入射光
１１、３３、７６ 照射窓
１２、１３、４４、４５ 反射面
３０ 平行平板
３１、３２、３１’、３２’ 反射多層膜
３４、７１ コリメートレンズ
３５、７２ シリンドリカルレンズ
３６ 焦線
３７、３７’ 光束
３９、７７ レンズ
４０ 受光器
４１ 光軸
６０、６１、７４、７５ 反射膜
６２ 透明な接着剤
６３ 透明保護板
６４ 反射防止膜
６５ 基板
７０ 入射導波路
７３ 波長分波器
７８ 受光導波路
７９ 平行平板
８０ 透明基板
８１ 多層干渉膜
８５、８６ 反射板
８７、８８ 反射ミラー
８９ ハーフミラー
９１ 出射口
９３ 入射口
９４ 導波路

Claims (10)

1. 相対する第１及び第２の互いに平行な反射面を持ち、該第１及び第２の反射面のいずれか一方の面上もしくは該一方の面の近傍に該一方の面に平行に設定される線分からその線分に垂直方向に放射状に広がる光線を、前記第１及び第２の反射面間に入射させ、多重反射の毎に第１及び第２のいずれか一方の反射面を透過して光を出力し、それらの干渉の結果、進行方向が光の波長により異なる光束を形成するように構成された波長分波器の製造方法であって、
   少なくとも互いに平行な２つの面を有する透明な平行平板の該互いに平行なそれぞれの面にそれぞれ反射膜を形成して、該それぞれの反射膜を前記第１及び第２の反射面とし、
   前記反射膜のいずれか一方の反射膜の一部に反射率の低い部分を形成して、該反射率の低い部分を前記第１及び第２の反射面間への前記光線の入射領域とし、
   少なくとも前記反射率の低い部分が形成された面の上に透明体を形成することを特徴とする波長分波器の製造方法。
2. 前記反射率の低い部分は、前記反射膜の一部を機械的に削り取ることにより形成されることを特徴とする請求項１記載の波長分波器の製造方法。
3. 前記反射率の低い部分は、前記反射膜の一部をエッチングにより取り除くことにより形成されることを特徴とする請求項１記載の波長分波器の製造方法。
4. 前記反射率の低い部分は、マスキングにより予めこの部分に反射膜を形成しないようにすることにより形成されることを特徴とする請求項１記載の波長分波器の製造方法。
5. 光を反射する第１の反射面と、反射率が１００％より小さく光の一部が透過する第２の反射面を平行平板に形成する工程と、
   入射される光を前記第１および前記第２の反射面の間で反射を繰り返しながら放射的に拡がり進行するように収束させる第１のレンズを設ける工程とを有し、
   前記第１のレンズを設ける工程により前記第２の反射面を透過して放出される光が干渉しながら光を分波する波長分波器の製造方法。
6. 前記第１のレンズは、入射される前記光を線分に集光することを特徴とする請求項５記載の波長分波器の製造方法。
7. 前記第１のレンズは、入射される前記光を前記平板に設けられた照射窓に線分に集光することを特徴とする請求項５記載の波長分波器の製造方法。
8. 前記第２の反射面を透過して放出される光が干渉しながら光分波し、分波された光を波長ごとに収束する第２のレンズを設ける工程をさらに有することを特徴とする請求項５記載の波長分波器の製造方法。
9. 前記第２のレンズにより収束された分波光を受光する複数の受光器を設ける工程をさらに有することを特徴とする請求項８記載の波長分波器の製造方法。
10. 前記第２のレンズにより収束された分波光を入射する光導波路を設ける工程をさらに有することを特徴とする請求項８記載の波長分波器の製造方法。

Images