CN100409049C

CN100409049C - 包含光波导的光学***

Info

Publication number: CN100409049C
Application number: CNB2005800173067A
Authority: CN
Inventors: 宫寺信生; 山本礼
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co ltd
Priority date: 2004-05-28
Filing date: 2005-05-25
Publication date: 2008-08-06
Anticipated expiration: 2025-05-25
Also published as: CN1961231A

Abstract

本发明提供包括可不提高实际制造成本但因减小尺寸而具有获得数增加等小型化所产生的效果的光波导的光学***及包括其的光波导。本发明的光学***，具有第1、第2及第3光输入输出构件(12、14、16)和能以多模传播光的第4及第5多模光波导(20、22)，在第4及第5多模光波导(20、22)之间具有与第4及第5多模光波导内的光的行进方向相交地设置滤光器(24)用的滤光器设置构件(26)。该光学***的特征在于，第4及第5多模光波导(20、22)的在与光的行进方向正交的方向上的宽度不同。

Description

包含光波导的光学***

技术领域

本发明涉及包括光波导的光学***，更具体地说涉及包括所谓的多模干涉型(MMI：Multi-Mode Interference)光波导的光学***。

背景技术

随着最近以因特网为开端的多媒体通信的发展，面向高速、大容量通信的波分复用(WDM：Wavelength Division Multiplexing)技术的研究兴盛起来。在构筑WDM通信***方面成为重要的光学部件之一的有将具有多个波长的光合并或分离的光合分波器。从低成本化及小型化且高性能化的观点出发，该光合分波器在基板上由石英(玻璃)和聚合物等形成，并实际安装光收发信号器而实现集成化。

作为光合分波器，已知有滤光器型、方向性耦合器型或马赫-曾德干涉器型。

对于有利于模块小型化的滤光器型，以往，已知有专利文献1(特开平8-190026号)等中记载的滤光器型光合分波器。即，如图19所示，专利文献1中记载的滤光器型光合分波器使直线光波导401及402相交，且在其相交部设有滤光器404。在该光合分波器中，利用滤光器404的对波长透射及反射特性，而将WDM信号合并或分离为反射光和透射光。在该滤光器型光合分波器中，有时需要设计成以2θ角度相交的两个光波导401和402的光轴交点403在滤光器404的等效反射中心面405上一致。再有，在图19中，光波导401、402及430的中心轴分别表示为标记406、407及408。

在该滤光器型光合分波器中，多模干涉型光波导内设置反射构件，例如，有代表性的为滤光器。在利用该反射构件所产生的反射光的光学***中，需要减小对所述反射构件的设置位置偏差的公差。即，以反射构件的设置位置偏差为根据的该多模干涉型光波导的光的传播特性变化必须极小。在使用反射构件所产生的反射光的情况下，反射构件的位置偏差至少为入射光到该反射构件的距离的2倍的光路。因此，为确保足够的传播特性，必须使对所述反射构件的设置位置偏差的公差极小。

为解决专利文献1中记载的滤光器型光合分波器的反射构件的位置偏差对光传播效率产生很大影响的问题，专利文献3(特开2002-6155号)提出了以下的光合分波器。即，专利文献3提出了一种光合分波器，其特征在于，其至少具有第1、第2及第3光波导、能以多模进行光传播的第4光波导以及在所述第4光波导内的光的行进方向上相交地设置的滤光器，所述第1光波导连接于所述第4光波导的第1端面上，所述第2及第3各光波导连接到与所述第4光波导的所述第1端面相对的第2端面的预定各位置处，所述第4光波导的第1端面及第2端面是与各该第4光波导内的光的行进方向相交的端面，所述第4光波导是能以多模进行光的传播的光波导，其通过来自所述第2及第3光波导中任一光波导的第1波长的光输入在所述第4光波导内的光的传播，而在经所述滤光器透射后使与所述第1波长的光输入对应的光可以传播，而且来自所述第2及第3光波导中任一光波导的第2波长的光输入经在所述滤光器的反射，而可在所述第2及第3光波导内的没有光输入的光波导内使与所述第2波长的光输入对应的光传播。

即，如图20至图22所示，专利文献3所公开的光合分波器在预定的基板520例如硅(Si)基板520上使用折射率不同的两种氟化聚酰亚胺树脂来形成光波导。该光波导至少具有第1覆盖层521、芯区域522及第2覆盖层523而构成。这里，524是滤光器***用的槽。此时，如果表示各层厚度的实例，则下部覆盖层521的厚度是5μm，芯522的厚度是6.5μm，上部覆盖层523的厚度是15μm。芯和覆盖层的折射率比为0.3％。

如图21所示，合分波部具有多模干涉型光波导510和第1光波导511、第2光波导512及第3光波导513。多模干涉型光波导的宽度W是25μm，长度L是1200μm，光波导间的间隔是5μm。此外，3个光波导511、512、513的宽度是6.5μm。

滤光器515是对入射角0度的光反射1.31μm的光且使波长1.55μm的光透射的介质多层膜滤光器515。其厚度为15μm。该介质多层膜滤光器515是普通滤光器，在多模干涉型光波导的中央部***到宽度15μm的槽524中，并用UV(紫外线)(未图示)固定。该槽524可由切割锯形成。第2及第3光波导512、513在与多模干涉型光波导的连接部532及533互相之间平行或大体平行。

如图21及22所示，专利文献3中记载的光合分波器的工作原理为，在多模干涉型光波导的一个端面上，多个光波导即光波导512及513设置于预定的个别位置上。多模干涉型光波导510中，光的峰值位置随着光的前进而在与光的行进方向正交的方向上移动。

即，滤光器配置为相对于在多模干涉型光波导中进行导波的多模光的行进方向垂直或大体垂直。其结果，即使从一个光波导例如所述光波导513入射的光到达所述滤光器，也不会成为有害的漏光且不会产生杂音。

再有，在专利文献3中记载的多模干涉型光波导中并排布置滤光器等薄膜光学器件来使用的光波导中，由于导向薄膜光学器件的光的入射角接近0度，所以可实际消除薄膜光学器件中的反射光或透射光的偏振相关损耗(PDL：polarization dependent loss)，而且，具有可降低PDL的效果。

另一方面，在利用不设置薄膜光学器件等而使用的普通多模干涉型光波导(以下简称为MMI)的光波导中，MMI部分的宽度一定，且使入射光波导和出射光波导的宽度相同，入射光波导和出射光波导的位置关系通常相对于MMI的中心轴对称(例如，参照专利文献2特开2000-22135号)。这利用了自收敛效果。

具有专利文献3公开的光合分波器及光波导的光学***解决了必须使对专利文献1公开的光合分波器的反射构件的设置位置偏差的公差极小的制造上的困难性和由此产生的制造成本的问题。但是，光合分波器的尺寸较大，且在为满足使用上的要求而缩小尺寸时，光的传播效率显著降低，且光波导相互间可能发生漏光。

另一方面，在如专利文献3中记载般在MMI部分设置与光轴垂直方向的槽并设置薄膜光学器件的情况下，本发明人观察到入射端的光波的场在出射端没有适当地收敛。即，在如专利文献3记载般构成合分波器的情况下，存在应出射的波长光在出射端成为辐射损失而***损失下降，不应出射的波长的光漏入光波导中而使隔离下降的问题。

发明内容

本发明鉴于现有技术的光合分波器的所述问题而研制，其目的是相对现有技术的光合分波器，提供一种可不提高实际制造成本但可减小容积的、包括光波导的光学***。

本发明的另一目的是提供一种包括光波导的光学***，该光波导可确保高的光传播效率且减小光波导之间的光的泄漏并使高精度的光通信成为可能。

本发明的又一目的是提供一种包括光波导的光学***，该光波导不出现应出射的波长光在出射端成为辐射损失而使***损失下降，以及不应出射的波长的光漏入光波导中而使隔离下降。

本发明的包括光波导的光学***具体构成如下。再有，本发明的“光波导的宽度”意指光波导的芯宽度。

(第1发明)

一种包括光波导的光学***，其特征在于，具有第1、第2及第3光输入输出构件和能以多模传播光的第4及第5多模光波导，在所述第4及第5多模光波导之间具有与所述第4及第5多模光波导内的光的行进方向相交地设置滤光器用的滤光器设置构件，所述第1光输入输出构件连接到所述第4多模光波导的与所述滤光器设置构件相反一侧的端面，所述第2及第3光输入输出构件连接到所述第5多模光波导的与所述滤光器设置构件相反一侧的端面；

所述第4及第5多模光波导的在与光的行进方向正交的方向上的宽度不同。

在第1发明中，通过使所述第4及第5多模光波导的在与光的行进方向正交的方向上的宽度不同，可相对于对由所述滤光器反射并在所述第2及第3光输入输出构件间耦合的、主要仅透过第5多模光波导的波长的光最适当的所述第5多模光波导的长度L5及宽度W5的决定独立地选择对透过所述第4及第5多模光波导两者的波长的光和主要仅透过所述第4多模光波导的波长的光最适当的所述第4多模光波导的长度L4及宽度W4，所以可实现对多个波长的特性的兼容。因此，例如，在波长1.31μm的光和波长1.55μm的光那样所使用的波长差异较大的情况下，效果特别显著。具体地，减小对经过所述滤光器透射的波长的信号光的损失，并可增大串扰光的损失。

在第1发明中，第4及第5多模光波导的在与光的行进方向正交的方向上的宽度，与其它参数比较，对与光的最大值的行进方向正交的方向的移动给予大的影响。因此，第1发明具有大的设计自由度，具有可确保高的光传播效率的效果。

(第2发明)

其特征在于，所述第4多模光波导的与光的行进方向正交的方向上的宽度比所述第5多模光波导的与光的行进方向正交的方向上的宽度大。

通过所述第4多模光波导的与光的行进方向正交的方向上的宽度主要比所述第5多模光波导的与光的行进方向正交的方向上的宽度大，可相对于对由所述滤光器反射并在所述第2及第3光输入输出构件间耦合的、主要仅透过第5多模光波导的波长的光最适当的所述第5多模光波导的长度L5及宽度W5的决定独立地选择对透过所述第4及第5多模光波导两者的波长的光和主要仅透过所述第4多模光波导的波长的光最适当的所述第4多模光波导的长度L4及宽度W4，所以可实现对多个波长的特性的兼容。

特别地，从第2光输入输出构件向第1光输入输出构件透射的光可适当地降低由设置所述滤光器用的滤光器设置构件所产生的过剩损失。因此，例如，在波长1.31μm的光从第1光输入输出构件向第2光输入输出构件透射，且波长1.49μm的光从第2光输入输出构件向第1光输入输出构件透射的情况下，对波长1.31μm的光的***损失的效果特别大。具体地，减小对经过所述滤光器透射的波长的信号光的损失，并可增大串扰光的损失。

(第3发明)

其特征在于，与连接了对输入到所述第1、第2及第3光输入输出构件的光中应效率最好地传播的光进行输入的光输入输出构件的多模光波导的光的行进方向正交的方向上的宽度，比与其它多模光波导的光的行进方向正交的方向上的宽度小。

第3发明通过具有所述特征而可构成多模光波导，以有选择地、且低损失地使所使用的多个波长中的应最有效率地传播的光根据用途透射。

此外，光虽然在光波导内不在与光的行进方向正交的方向上较大地漫射，但在滤光器设置构件即空间内，具有在同一方向上较大地漫射的倾向。因此，在第3发明中，入射到光输入输出构件的光可从与光的行进方向正交的方向宽度小的多模光波导效率良好地入射到与光的行进方向正交的方向宽度大的多模光波导，且具有可保持高的光传播效率的效果。

(第4发明)

其特征在于，所述第4多模光波导的在与光的行进方向正交的方向上的宽度和所述第5多模光波导的在与光的行进方向正交的方向上的宽度为5μm以上20μm以下。

在第4发明中，在所述第4多模光波导的与光的行进方向正交的方向上的宽度和所述第5多模光波导的与光的行进方向正交的方向上的宽度超过20μm的情况下，存在沿包括光波导的光学***的光的行进方向的长度变长的问题。在所述第4多模光波导的与光的行进方向正交的方向上的宽度和所述第5多模光波导的与光的行进方向正交的方向上的宽度不满5μm的情况下，为构成多模光波导而需要增大覆盖层和芯的折射率比，且不能使用通常的单模光纤来作为光输入输出构件。反之，即使使用通常的单模光纤来作为光输入输出构件，也存在耦合损失过大，且不能有效率地使光传播的问题。

在第4发明中，在多模光波导的宽度不满5μm的情况下，与连接到该多模光波导的光输入输出构件的耦合损失变大，结果导致***损失的增大。在多模光波导的宽度超过20μm的情况下，该多模光波导的长度变大，该部分光波导元件尺寸变长。在光波导元件尺寸变长时，传播损失增大该量，结果将导致***损失的增大。

(第5发明)

一种包含光波导的光学***，其特征在于，具有第1、第2及第3光输入输出构件和能以多模传播光的第4及第5多模光波导，在所述第4及第5多模光波导之间具有与所述第4及第5多模光波导内的光的行进方向相交地设置滤光器用的滤光器设置构件，所述第1光输入输出构件连接到所述第4多模光波导的与所述滤光器设置构件相反一侧的端面，所述第2及第3光输入输出构件连接到所述第5多模光波导的与所述滤光器设置构件相反一侧的端面；

第2及第3光输入输出构件向所述第5多模光波导的输入输出位置的中心线间隔的1/2和第2及第3光输入输出构件向所述第5多模光波导的输入输出位置的中心线与第1光输入输出构件向所述第4多模光波导的输入输出中心位置的间隔不同。

在第5发明中，通过使第2及第3光输入输出构件向所述第5多模光波导的输入输出位置的中心线间隔的1/2和第2及第3光输入输出构件向所述第5多模光波导的输入输出位置的中心线与第1光输入输出构件向所述第4多模光波导的输入输出中心位置的间隔不同，可相对于对由所述滤光器反射并在所述第2及第3光输入输出构件间耦合的、主要仅透过第5多模光波导的波长的光最适当的所述第2及第3光输入输出构件的输入输出位置的中心线间隔的1/2D的决定独立地选择对透过所述第4及第5多模光波导两者的波长的光和主要仅透过所述第4多模光波导的波长的光最适当的第2及第3光输入输出构件向所述第5多模光波导的输入输出位置的中心线与第1光输入输出构件向所述第4多模光波导的输入输出中心位置的间隔，所以可实现对多个波长的特性的兼容。所以可实现对多个波长的特性的兼容。因此，例如，在波长1.31μm的光和波长1.55μm的光那样所使用的波长差异较大的情况下，效果特别显著。具体地说，减小对经过所述滤光器透射的波长的信号光的损失，并可增大串扰光的损失。

在第5发明中，将第2、第3光输入输出构件作为曲线光波导，扩大两输入输出构件间的间隔的同时，将第1光输入输出构件作为光纤和直线光波导时，由于可得到最适当的耦合损失，所以与将全部输入输出构件作为曲线光波导的情况相比，可减小尺寸。可通过减小尺寸来降低传播损失，结果可降低***损失。

在第5发明中，在使第1光输入输出构件为直线状光波导或光学的情况下，具有较大的设计自由度，并具有可确保高的光传播效率的效果。再有，第5发明中，光输入输出构件不是笔直的，具有来自一个光输入输出构件的漏光入射到另一光输入输出构件而含有有害信号的可能减少的效果。

(第6发明)

所述第1光输入输出构件的与光的行进方向正交的方向的宽度和所述第2及第3光输入输出构件的与光的行进方向正交的方向的宽度中的至少一个不同。

根据第6发明，可相对于对在所述第2及第3光输入输出构件间耦合的、主要仅透过第5多模光波导的波长的光最适当的所述第2及第3光输入输出构件的光的行进方向正交的方向的宽度的决定独立地选择对透过所述第4及第5多模光波导两者的波长的光和主要仅透过所述第4多模光波导的波长的光最适当的第1光输入输出构件向所述第4多模光波导的光的行进方向正交的方向的宽度，所以可实现对多个波长的特性的兼容。因此，例如，在波长1.31μm的光和波长1.55μm的光那样所使用的波长差异较大的情况下，效果特别显著。具体地说，减小信号光对经过所述滤光器透射的波长的损失，并可增大串扰光的损失。

在第6发明中，将第2、第3光输入输出构件作为曲线光波导，扩大两输入输出构件间的间隔的同时，将第1光输入输出构件作为光纤和直线光波导时，由于可得到最适当的耦合损失，所以与将全部输入输出构件作为曲线光波导的情况相比，可减小尺寸。可通过减小尺寸来降低传播损失，结果可降低***损失。

在第6发明中，在使第1光输入输出构件为直线状光波导或光学的情况下，具有较大的设计自由度，并具有可确保高的光传播效率的效果。

(第7发明)

其特征在于，所述第1光输入输出构件的在与光的行进方向正交的方向上的宽度比所述第2及第3光输入输出构件的在与光的行进方向正交的方向上的宽度中的至少一个小。

(第8a发明)

其特征在于，第2及第3光输入输出构件向所述第5多模光波导的输入输出位置的中心线间隔的1/2和第2及第3光输入输出构件向所述第5多模光波导的输入输出位置的中心线与第1光输入输出构件向所述第4多模光波导的输入输出中心位置的间隔不同。

(第8b发明)

所述第3光输入输出构件的在与光的行进方向正交的方向上的宽度和所述第2光输入输出构件的在与光的行进方向正交的方向上的宽度不同。

(第9发明)

其特征在于，第2及第3光输入输出构件向所述第5多模光波导的输入输出位置的中心线间隔的1/2比第2及第3光输入输出构件向所述第5多模光波导的输入输出位置的中心线与第1光输入输出构件向所述第4多模光波导的输入输出中心位置的间隔大。

通过具有所述特征，第9发明可扩大第2及第3光输入输出构件间的间隙。由于第2及第3光输入输出构件通常非常接近，所以在用光波导形成这些输入输出构件的情况下，第2及第3光输入输出构件的间隙过窄，制造偏差对特性的影响也变大。但是，根据第9发明，可避免该问题，并可实现制造特性稳定的光波导。

第9发明还具有较大的设计自由度，并具有可确保高的光传播效率的效果。再有，第9发明中，光输入输出构件不是笔直的，具有来自一个光输入输出构件的漏光入射到另一光输入输出构件而含有有害信号的可能减少的效果。

(第9a发明)

在第4多模光波导的光的行进方向上延伸的中心线偏离在第5多模光波导的光的行进方向上延伸的中心线。

(第9b发明)

在第4多模光波导的光的行进方向上延伸的中心线偏离第2及第3光输入输出构件向第5多模光波导的输入输出位置的中心线。

(第10发明)

所述滤光器使第1透射光和第2透射光透射并将第3反射光反射，从第1光输入输出构件入射的第1透射光入射到第2光输入输出构件并被抑制向第1及第3光输入输出构件入射，从第2光输入输出构件入射的第3反射光入射到第3光输入输出构件并被抑制向第1及第2光输入输出构件入射；从第2光输入输出构件入射的第2透射光向第1光输入输出构件入射并被抑制向第2及第3光输入输出构件入射。

在所述说明中，“抑制入射”意指与入射的光输入输出构件相比充分地抑制入射。具体地说，根据信号的种类、传播距离等，入射光量的比理想的为10dB以上。更理想的为25dB以上。

在第10发明中，光学***通过配置于FTTH(Fiber To The Home)的家庭侧，将第1光输入输出构件连接到ONU(Optical Network Unit)，将第2光输入输出构件连接到来自局侧的光纤，将第3光输入输出构件连接到V-ONU(Video ONU)，而可提供用1芯光纤同时接收数据通信和图像通信的***。

该情况下，通过具有所述构成的特征，可降低数据信号的损失，并可降低图像信号中混入数据信号的程度。

根据第10发明，可使来自光输入输出构件的光有效地入射到预定的光输入输出构件，并具有可实现光利用效率高且光传播精度高的光通信的效果。

(第11发明)

所述滤光器使第1透射光和第2透射光透射并将第3反射光反射，从第1光输入输出构件入射的第2透射光入射到第2光输入输出构件并被抑制向第1及第3光输入输出构件入射；

从第2光输入输出构件入射的第1透射光入射到第1光输入输出构件并被抑制向第2及第3光输入输出构件入射，从第3光输入输出构件入射的第3反射光向第2光输入输出构件入射并被抑制向第1及第3光输入输出构件入射。

在第11发明中，配置于FTTH的家庭侧，将第1光输入输出构件连接到OLT(Optical Line Terminal)，将第2光输入输出构件连接到来自局侧的光纤，将第3光输入输出构件连接到V-OLT(Video OLT)，从而可提供用1芯光纤同时发送数据的双向通信和图像发送的***。该情况下，可降低数据信号的损失，并可降低数据信号对图像信号的发送的不良影响。

根据第11发明，来自光输入输出构件的光可有效地入射到预定的光输入输出构件，并具有实现光利用效率高且光传播精度高的光通信的效果。

(第12发明)

一种光学***，其使第10发明的光学***和第11发明的光学***成为一对，且第2光输入输出构件之间通过光纤等光学地耦合。

(第13发明)

所述滤光器使第1反射光和第2反射光反射并将第3透射光透射，

从第2光输入输出构件入射的第2反射光入射到第3光输入输出构件并被抑制向第1及第2光输入输出构件入射，从第2光输入输出构件入射的第3透射光入射到第1光输入输出构件并被抑制向第2及第3光输入输出构件入射；

从第3光输入输出构件入射的第1反射光向第2光输入输出构件入射并被抑制向第1及第3光输入输出构件入射。

根据第13发明，通过光学***配置于FTTH的家庭侧，将第3光输入输出构件连接到ONU，将第2光输入输出构件连接到来自局侧的光纤，将第3光输入输出构件连接到V-ONU(Video ONU)，从而可提供用1芯光纤同时接收数据通信和图像通信的***。该情况下，通过具有所述构成的特征，可降低数据信号的损失，并可降低图像信号中混入数据信号的程度。

根据第13发明，来自光输入输出构件的光可有效地入射到预定的光输入输出构件，并具有实现光利用效率高且光传播精度高的光通信的效果。

(第14发明)

从第1光输入输出构件入射的第3透射光入射到第2光输出构件并被抑制向第1及第3光输入输出构件入射；

从第2输入输出构件入射的第1反射光入射到第3光输入输出构件并被抑制向第1及第2光输入输出构件入射；

从第3光输入输出构件入射的第2反射光向第2光输入输出构件入射并被抑制向第1及第3光输入输出构件入射。

根据第14发明，通过光学***配置于FTTH的局侧，将第3光输入输出构件连接到OLT(Optical Line Terminal)，将第2光输入输出构件连接到来自家庭侧的光纤，将第1光输入输出构件连接到V-OLT(Video OLT)，从而可提供用1芯光纤同时发送数据的双向通信和图像发送的***。该情况下，可降低数据信号的损失，并可降低数据信号对图像信号的发送的不良影响。

根据第14发明，来自光输入输出构件的光可有效地入射到预定的光输入输出构件，并具有实现光利用效率高且光传播精度高的光通信的效果。

(第15发明)

一种光学***，其使第13发明的光学***和第14发明的光学***成为一对，且第2光输入输出构件之间通过光纤等光学地耦合。

(第16发明)

一种光学***，其使第10发明的光学***和第14发明的光学***成为一对，且第2光输入输出构件之间通过光纤等光学地耦合。

(第17发明)

一种光学***，其使第11发明的光学***和第13发明的光学***成为一对，且第2光输入输出构件之间通过光纤等光学地耦合。

(第18发明)

在将所述第4及第5多模光波导在光的行进方向上的长度分别设定为L₄及L₅时，

100μm≤L₄+L₅≤800μm

50μm≤L₄+L₅≤400μm

在第18发明中，在L₅不满50μm的情况下，不但多模光波导的合分波能力不足，而且经过第5多模光波导透射并由滤光器反射的光的适当传播不能进行。第2及第3光输入输出构件间的***损失增大，同时，返回光变大且***不稳定。

在L₅超过400μm的情况下，光波导元件尺寸变长。因此导致传播损失的增大。

在L₄+L₅不满100μm的情况下，不但多模光波导的合分波能力不足，而且经过第4及第5多模光波导透射并由滤光器反射的光的适当传播不能进行。

在L₄+L₅超过800μm的情况下，光波导元件尺寸变长。因此导致传播损失的增大。

根据第18发明，可缩小多模光波导的光的行进方向长度并可实现较小的光学***，且具有可有效率地量产并可降低光学***的制造成本的效果。

(第19发明)

一种包含第1～第18发明的光波导的光学***，其特征在于，第1、第2及第3光输入输出构件是单模光波导。

(第20发明)

一种包含第1～第18发明的光波导的光学***，其特征在于，第1光输入输出构件是光纤，第2及第3光输入输出构件是单模光波导。

(第21发明)

包含所述光波导的光学***，是在所述滤光器设置构件上设置滤光器的光合分波器。

滤光器可以是仅使期望波长的光透射的波长选择滤光器，也可以是反射镜，还可以是半反射镜，又可以是可通过施加电场等来调节光的吸收的光吸收滤光器。

根据本发明的包含光波导的光学***，相对现有技术的光合分波器，由于实际制造的成本不上升但可缩小大小，所以具有使从一个基板的产量增加等小型化所产生的效果。

根据本发明的包含光波导的光学***，具有能提供包括可确保高光传播效率、且减小光波导相互间的光泄漏并使高精度光通信成为可能的光波导的光学***。

根据本发明的包含光波导的光学***，具有消除了应出射的波长光在出射端成为辐射损失且***损失下降，不应出射的波长的光漏入光波导中并使隔离下降的效果。

具体实施方式

下面根据附图来对用于实施本发明的优选方式进行说明。

(第1实施方式)

包括专利文献3等公开的现有光波导的光学***其MMI部分是一定的宽度。第1实施方式中，使MMI部分的宽度在薄膜光学器件两侧不同而构成。

在仅将现有MMI的构造简单地与薄膜光学器件组合的构造中，性能下降的现象的原因是，在***薄膜光学器件的槽部分与相邻的MMI部分不同，相对于芯在上下方向及左右方向上不存在覆盖层，光波的封闭效果消失。由此产生的光波场的摄动可认为对出射端的收敛光的场形状产生影响。于是，第1实施方式通过使构造最适当化以补偿承受摄动的MMI中的传播光的场，或者符合收敛光的场形状、收敛位置地配置入射光波导和出射光波导来解决问题。即，MMI部分的薄膜光学器件通过调整MMI部分的宽度而使承受透射或反射后摄动的场形状接近于不***薄膜光学器件的状态。

第1实施方式的包含光波导的光学***10，其所述第4及第5多模光波导的与光的行进方向正交的方向的宽度不同，且第2及第3光输入输出构件向所述第5多模光波导的输入输出位置的中心线间隔的1/2和第2及第3光输入输出构件向所述第5多模光波导的输入输出位置的中心线与第1光输入输出构件向所述第4多模光波导的输入输出中心位置的间隔不同。

如图1所示，第1实施方式的包含光波导的光学***10的构成具有第1光输入输出构件12、第2光输入输出构件14及第3光输入输出构件16、能以多模传播光的第4多模光波导20及第5多模光波导22，在所述第4多模光波导20及第5多模光波导22之间具有与所述第4多模光波导20及第5多模光波导22内的光的行进方向相交地设置滤光器24用的滤光器设置构件26，所述第1光输入输出构件12连接到所述第4多模光波导20的与所述滤光器设置构件26相反一侧的端面，所述第2光输入输出构件14及第3光输入输出构件16连接于所述第5多模光波导22的与所述滤光器设置构件26相反一侧的端面。

第1光输入输出构件12、第2光输入输出构件14及第3光输入输出构件16是单模光波导。第1光输入输出构件12也可以是光纤。

将所述第4多模光波导20的光的行进方向的长度设为L₄，并将与光的行进方向正交的方向的宽度设为W₄。将所述第5多模光波导22的光的行进方向的长度设为L₅，并将与光的行进方向正交的方向的宽度设为W₅。

将第2光输入输出构件14及第3光输入输出构件16向所述第5多模光波导22的输入输出位置的中心线间隔的1/2设为D₅。将第2光输入输出构件14及第3光输入输出构件16向所述第5多模光波导22的输入输出位置的中心线O与第1光输入输出构件12向所述第4多模光波导4的输入输出中心位置的间隔设为D₄。在本实施方式中，中心线O与第4及第5多模光波导20、22的中心线一致。

滤光器24使用对于入射角0度的光使第1波长1.31μm及第2波长1.49μm的光透射并将波长1.55μm的光反射的介质多层膜滤光器24。其可用于所述第1发明、第2发明、第3发明的光学***。

滤光器厚度为25μm。基板是0.1至1.0mm的玻璃基板或5至10μm的聚酰亚胺基板。也可制造没有基板的滤光器，并可在本发明中使用。

作为滤光器24，可使用对于入射角0度的光使第1波长1.31μm及第2波长1.49μm的光反射并将波长1.55μm的光透射的介质多层膜滤光器24。其可用于所述第4发明、第5发明、第6发明的光学***。

第1实施方式的包含光波导的光学***10的各尺寸如下：

第4多模光波导20的光的行进方向的长度：L₄＝412.5μm

第5多模光波导22的光的行进方向的长度：L₅＝242.5μm

第4多模光波导20的与行进方向正交方向的宽度：W₄＝17.2μm

第5多模光波导22的与行进方向正交方向的宽度：W₅＝16.8μm

第2光输入输出构件14及第3光输入输出构件16向所述第5多模光波导22的输入输出位置的中心线O与第1光输入输出构件12向所述第4多模光波导4的输入输出中心位置的间隔：D₄＝4.7μm

第2光输入输出构件14及第3光输入输出构件16向所述第5多模光波导22的输入输出位置的中心线间隔的1/2：D₅＝5.15μm

第1～第3光输入输出构件12、14、16的与光的行进方向正交方向的宽度：6.2μm

第1实施方式的包含光波导的光学***10的光波导过剩损失如下：

从第1光输入输出构件到第2光输入输出构件(波长1.31μm)：-0.6dB

从第1光输入输出构件到第3光输入输出构件(波长1.31μm)：-49dB

从第2光输入输出构件到第1光输入输出构件(波长1.49μm)：-0.6dB

(第2实施方式)

第2实施方式，使MMI部分的宽度W在薄膜光学器件两侧不同而构成。

此外，使以往为对称的入射光波导和出射光波导的位置关系相对于MMI中心轴为非对称。

第2实施方式的包含光波导的光学***110的构成如图2所示，对于与第1实施方式的包含光波导的光学***10相同的构成标以相同标记并省略其说明。

第2实施方式的包含光波导的光学***110，其与第4及第5多模光波导的光的行进方向正交的方向的宽度W相等，且第2及第3光输入输出构件向所述第5多模光波导的输入输出位置的中心线间隔的1/2D₅和第2及第3光输入输出构件向所述第5多模光波导的输入输出位置的中心线与第1光输入输出构件向所述第4多模光波导的输入输出中心位置的间隔D₄不同。

第2实施方式的包含光波导的光学***110的各尺寸如下：

第4多模光波导20的与行进方向正交方向的宽度：W₄＝16.8μm

第5多模光波导22的与行进方向正交方向的宽度：W₅＝16.8μm

其它构成及尺寸与第1实施方式相同。

第2实施方式的包含光波导的光学***10的光波导过剩损失如下：

从第1光输入输出构件到第2光输入输出构件(波长1.31μm)：-0.7dB

从第1光输入输出构件到第3光输入输出构件(波长1.31μm)：-29dB

从第2光输入输出构件到第1光输入输出构件(波长1.49μm)：-0.7dB

(第3实施方式)

第3实施方式的包含光波导的光学***210的构成如图3所示，对于与第1实施方式的包含光波导的光学***10相同的构成标以相同标记并省略其说明。

第3实施方式的包含光波导的光学***210，其与第4及第5多模光波导的光的行进方向正交的方向的宽度W不同，且第2及第3光输入输出构件向所述第5多模光波导的输入输出位置的中心线间隔的1/2D₅和第2及第3光输入输出构件向所述第5多模光波导的输入输出位置的中心线与第1光输入输出构件向所述第4多模光波导的输入输出中心位置的间隔D₄相等。

第3实施方式的包含光波导的光学***210的各尺寸如下：

第4多模光波导20的与行进方向正交方向的宽度：W₄＝17.2μm

第5多模光波导22的与行进方向正交方向的宽度：W₅＝16.8μm

其它构成及尺寸与第1实施方式相同。

第2光输入输出构件14及第3光输入输出构件16向所述第5多模光波导22的输入输出位置的中心线O与第1光输入输出构件12向所述第4多模光波导4的输入输出中心位置的间隔：D₄＝5.15μm

第3实施方式的包含光波导的光学***210的光波导过剩损失如下：

从第1光输入输出构件到第2光输入输出构件(波长1.31μm)：-0.9dB

从第1光输入输出构件到第3光输入输出构件(波长1.31μm)：-26dB

(第4实施方式)

通过使以往为相同宽度的到MMI的入射光波导的宽度W和出射光波导的宽度W不同而构成。第4实施方式构成为将连接到MMI的出射光波导部分的宽度调整为承受透过MMI部分的薄膜光学器件或反射后的摄动的场形状并与连接到入射端的光波导部分的宽度不同。如此构成降低了MMI部分和出射光波导部分的耦合损失。例如，在着眼于从第1光输入输出构件向第2光输入输出构件传播的光的情况下，在着眼于从第2光输入输出构件向第3光输入输出构件传播的光的情况下，及在着眼于从第3光输入输出构件向第2光输入输出构件传播的光的情况下，使这些光输入输出构件的宽度不同，理想的是使出射侧的宽度比入射侧的宽度大。

第4实施方式的包含光波导的光学***310的构成如图4所示，对于与第1实施方式的包含光波导的光学***10相同的构成标以相同标记并省略其说明。

第4实施方式的包含光波导的光学***310，其所述第1光输入输出构件的与光的行进方向正交方向的宽度W与第2及第3光输入输出构件的与光的行进方向正交的方向的宽度W中至少一个不同，且理想的是，第2及第3光输入输出构件向所述第5多模光波导的输入输出位置的中心线间隔的1/2D₅和第2及第3光输入输出构件向所述第5多模光波导的输入输出位置的中心线与第1光输入输出构件向所述第4多模光波导的输入输出中心位置的间隔不同。

如图4所示，第4实施方式的包含光波导的光学***310的数据如下。将所述第1光输入输出构件12的与光的行进方向正交方向的宽度设为W₁，将第2光输入输出构件14的与光的行进方向正交方向的宽度设为W₂，将第3光输入输出构件16的与光的行进方向正交方向的宽度设为W₃。

第1光输入输出构件的与光的行进方向正交方向的宽度：W₁＝6.2μm

第2光输入输出构件的与光的行进方向正交方向的宽度：W₂＝6.4μm

第3光输入输出构件的与光的行进方向正交方向的宽度：W₃＝6.4μm

第4多模光波导20的光的行进方向的长度：L₄＝445μm

第5多模光波导22的光的行进方向的长度：L₅＝274μm

第4多模光波导20的与行进方向正交方向的宽度：W₄＝18.2μm

第5多模光波导22的与行进方向正交方向的宽度：W₅＝18.2μm

第2光输入输出构件14及第3光输入输出构件16向所述第5多模光波导22的输入输出位置的中心线O与第1光输入输出构件12向所述第4多模光波导20的输入输出中心位置的间隔：D₄＝4.44μm

第2光输入输出构件14及第3光输入输出构件16向所述第5多模光波导22的输入输出位置的中心线间隔的1/2：D₅＝5.2μm

第4实施方式的包含光波导的光学***410的光波导过剩损失如下：

从第1光输入输出构件到第3光输入输出构件(波长1.31μm)：-55dB

从第2光输入输出构件到第1光输入输出构件(波长1.49μm)：-0.8dB

(第5实施方式)

图5所示的第5实施方式的包含光波导的光学***320，其使从第4多模光波导20的中心线O1到第2光输入输出构件14的输入输出中心位置的距离D₆和到第3光输入输出构件16的输入输出中心位置的距离D₇不同。第5多模光波导22的中心线与第4多模光波导20的中心线O1一致。

第5实施方式的包含光波导的光学***320的实施例如下：

第4多模光波导20的光的行进方向的长度：L₄＝445μm

第5多模光波导22的光的行进方向的长度：L₅＝274μm

第4多模光波导20的与行进方向正交方向的宽度：W₄＝18.2μm

第5多模光波导22的与行进方向正交方向的宽度：W₅＝18.2μm

第4及第5多模光波导20、22的中心线O1和第1光输入输出构件12向第4多模光波导20的输入输出中心位置的间隔：D₄＝4.44μm

第4及第5多模光波导20、22的中心线O1和第2光输入输出构件14向第5多模光波导22的输入输出中心位置的间隔：D₆＝5.15μm

第4及第5多模光波导20、22的中心线O1和第3光输入输出构件16向第5多模光波导22的输入输出中心位置的间隔：D₇＝5.25μm

该实施例使第2及第3光输入输出构件向第5多模光波导22的输入输出位置的中心线O相对于第4多模光波导20的中心线O1偏离。

所述实施例的光学***320的光波导过剩损失如下：

从第1光输入输出构件到第3光输入输出构件(波长1.31μm)：-55dB

从第2光输入输出构件到第3光输入输出构件(波长1.55μm)：-0.4dB

从第2光输入输出构件到第2光输入输出构件(波长1.55μm)：-43dB

从该实施例可知，通过使D₆和D₇不同地构成，可降低从第2光输入输出构件14到第3光输入输出构件16的光波导过剩损失。

因此，可在接近(アクセス)系光通信中使用第5实施方式的包含光波导的光学***，特别地，可适当地使用于在上行数据信号中使用1.31μm波长带、在下行数据信号中使用1.49μm波长带、在下行视频信号中使用1.55μm波长带的光通信***。

此外，在所述实施例中，可仅使第3光输入输出构件的与光的行进方向正交方向的宽度W₃从6.4μm变为7.4μm或8.4μm。再有，W₃＝8.4μm时，第3光输入输出构件16的芯在宽度方向上跨越第5多模光波导22的芯而延伸(参照图11)。在增大第3光输入输出构件16的宽度W₃的情况下，从光学***320的第2光输入输出构件14向第3光输入输出构件传播的波长1.55μm的光的过剩损失，与所述实施例比较，分别在W₃＝7.4μm的情况下和W₃＝8.4μm的情况下进一步降低0.01dB。通过如此般调整第3光输入输出构件16的与光的行进方向正交方向的宽度W₃而可进一步降低从第2光输入输出构件14向第3光输入输出构件传播的光的过剩损失。

(第6实施方式)

包括图6所示的第6实施方式的光学***330，第5多模光波导22的中心线O2相对于第4多模光波导20的中心线O1在与光的行进方向正交的方向上偏离，从第5多模光波导22的中心线O2到第2光输入输出构件14的输入输出中心位置的距离D₈和第3光输入输出构件16的输入输出中心位置的距离D₉不同。

(第7实施方式)

包括图7所示的第7实施方式的光学***340与包括第6实施方式的光学***330同样，第5多模光波导22的中心线O2相对于第4多模光波导20的中心线O1在与光的行进方向正交的方向上偏离，从第5多模光波导22的中心线O2到第2光输入输出构件14的输入输出中心位置的距离D₈和到第3光输入输出构件16的输入输出中心位置的距离D₉不同。第5多模光波导22在使其中心线O2偏离的方向上超越第4多模光波导20而存在。

如第6实施方式及第7实施方式所示，通过第5多模光波导22的中心线O2相对于第4多模光波导20的中心线O1偏离，可降低第1光输入输出构件12和第2光输入输出构件14之间的光波导过剩损失，并可增大从第1光输入输出构件向第3光输入输出构件16的光波导过剩损失且抑制串扰。

(设计顺序)

在第1实施方式中，本发明的包含光波导的光学***的设计顺序最初如图8的图5多模光波导镜像图所示般，将滤光器24假定为反射镜，形成第5多模光波导22、第2光输入输出构件14及第3光输入输出构件16的镜像，即第5多模光波导镜像22M、第2光输入输出构件镜像14M及第3光输入输出构件镜像16M。在图8的第5多模光波导镜像图所示的构成中，为使从第2光输入输出构件14入射的第3反射光最大地入射到第3光输入输出构件镜像1 6M，及来自第2光输入输出构件14的第3反射光最少地入射到第2光输入输出构件镜像14M，确定第5多模光波导22的光的行进方向的长度L₅、与光的行进方向正交方向的宽度W₅以及第2光输入输出构件14和第3光输入输出构件16向第5多模光波导22的输入输出位置的中心线间隔1/2D₅。

在进一步提高从第2光输入输出构件14入射并入射到第3光输入输出构件16的第3反射光的光量的情况下，进一步调整第3光输入输出构件镜像16M(第3光输入输出构件16)的与光的行进方向正交的方向的宽度W₃，例如，如图9所示，增大其宽度W₃。这样，可进一步减小从第2光输入输出构件传播到第3光输入输出构件的光量的损失。

与之相反，在进一步提高从第3光输入输出构件16入射并入射到第2光输入输出构件14的光的光量的情况下，进一步调整第2光输入输出构件14的与光的行进方向正交的方向的宽度W₂，例如，增大其宽度W₂。这样，可进一步减小从第3光输入输出构件16传播到第2光输入输出构件14的光量的损失。

在调整第2或第3光输入输出构件14、16的与光的行进方向正交的方向的宽度时，为防止第2或第3光输入输出构件14、16与光纤之间的连接地点处的耦合损失增加，理想的是逐渐调整第2或第3光输入输出构件14、16的与光的行进方向正交的宽度且在与光纤的连接地点处整合为光纤的模直径。例如，如图10所示，在与第5多模光波导22的连接地点处，在扩大第3光输入输出构件16的宽度时，使第3光输入输出构件16的宽度向光纤F逐渐缩小。

接着，除了已确定的第5多模光波导22的光的行进方向的长度L₅、与光的行进方向正交方向的宽度W₅以及第2光输入输出构件14和第3光输入输出构件16向第5多模光波导22的输入输出位置的中心线间隔1/2D₅之外，如图1～图7所示，形成第1光输入输出构件12及第4多模光波导20。在该构成中，为使从第1光输入输出构件12入射的第1透射光或第2透射光最大地入射到第2光输入输出构件14，且最小地入射到第3光输入输出构件16，确定第4多模光波导20的光的行进方向的长度L₄、与光的行进方向正交方向的宽度W₄以及第2光输入输出构件14和第3光输入输出构件16向第5多模光波导22的输入输出位置的中心线O与第1光输入输出构件12向第4多模光波导4的输入输出中心位置的间隔D₄等。

在增大第3光输入输出构件16的宽度W₃的情况下，例如图11所示，第3光输入输出构件16可在宽度方向上超越第5多模光波导22的芯并延伸。同样地，在增大第2光输入输出构件14的宽度W₂的情况下，例如图12所示，第2光输入输出构件14可在宽度方向上超越第5多模光波导22的芯并延伸。

(比较例)

比较例的包含光波导的光学***360，其所述第4及第5多模光波导的与光波导的光的行进方向正交的方向的宽度相等，而且，第2及第3光输入输出构件向所述第5多模光波导的输入输出位置的中心线间隔的1/2和第2第3光输入输出构件向所述第5多模光波导的输入输出位置的中心线与第1光输入输出构件向所述第4多模光波导的输入输出中心位置的间隔相等。

如图13所示，比较例的包含光波导的光学***360如下。对于与第1实施方式的包含光波导的光学***10相同的构成，标以相同标记并省略其说明。

第4多模光波导20的与行进方向正交方向的宽度：W₄＝16.8μm

第5多模光波导22的与行进方向正交方向的宽度：W₅＝16.8μm

其它构成及尺寸与第1实施方式相同。

第2光输入输出构件14和第3光输入输出构件16向第5多模光波导22的输入输出位置的中心线O与第1光输入输出构件12向第4多模光波导4的输入输出中心位置的间隔：D₄＝5.15μm

第2光输入输出构件14和第3光输入输出构件1 6向第5多模光波导22的输入输出位置的中心线间隔的1/2：D₅＝5.15μm

比较例的包含光波导的光学***10的光波导过剩损失如下：

从第1光输入输出构件到第3光输入输出构件(波长1.31μm)：-26dB

从第2光输入输出构件到第1光输入输出构件(波长1.49μm)：-0.9dB

(滤光器设置构件的位置偏差的影响)

本发明的包含光波导的光学***中的滤光器设置构件的位置偏差的影响比专利文献2中记载的实施例的影响小，因此，本发明的包含光波导的光学***可比现有技术的光合分波器简易地以低制造成本制造。滤光器设置构件的位置偏差的影响，如图14所示，在横轴表示从滤光器的设计位置的偏移量(μm)，在竖轴表示光损失增加量(dB)。曲线A表示本发明第1实施方式，曲线B表示专利文献3的实施例的值。

接着，说明本发明的光学***的四个适用例。在以下说明中，作为例示，说明包括第1实施方式光学***的适用例。

首先，参照图15，说明作为本发明光学***的第1适用例的光放大器。图15是包括本发明光学***的光放大器的概要俯视图。

光放大器600具有分别包括本发明光学***602、604的两个基板606、608。第1光学***602的第2光输入输出构件14和第2光学***604的第2光输入输出构件14在其之间通过光纤放大器610连接。光纤放大器610是例如长度1m的掺铒光纤。此外，第1光学***602的第3光输入输出构件16连接有起振用激光二极管612。第1光学***602的滤光器24选择使第1波长透射并将第2波长反射的滤光器。

在如此构成的光放大器600中，在第1光学***602中，在从第1光输入输出构件12入射第1波长光，并从激光二极管612向第3光输入输出构件16入射第2波长光时，将这些光合并，并从第2光输入输出构件14出射。已出射光由光纤放大器610放大。已放大的光在第2光学***604中入射到第2光输入输出构件14后，被分离，例如，使已放大的第1波长光从第1光输入输出构件12出射。

接着，参照图16，说明作为本发明光学***的第二适用例的CWDM(疏波分复用(Coarse Wavelength Division Multiplexing))用接收器。图16是本发明的包括光学***的CWDM用接收器的概要俯视图。

CWDM用接收器620包括六个光学***622a～622f。再有，第4～第6光学***622d～622f的滤光器24是反射镜，所以省略了第1光输入输出构件。第1～第3光学***622a～622c的第3光输入输出构件16分别连接到第4～第6光学***622d～622f的第2光输入输出构件，且第4及第5光学***622d、622e的第3光输入输出构件16分别连接到第2及第3光学***622b、622c的第2光输入输出构件14。第1光学***622a的滤光器24使第1波长光透射，并将第2～第4波长光反射，第2光学***622b的滤光器24使第2波长光透射，并将第3及第4波长光反射，第3光学***622c的滤光器24使第3波长光透射，并将第4波长光反射。

在如此构成的CWDM用接收器620中，在从第1光学***622a的第2光输入输出构件14使第1～第4波长光入射时，从第1～第3光学***622a～622c的第1光输入输出构件12分别出射第1～第3波长光，从第6光学***622f的第3光输入输出构件16出射第4波长光。

与将本发明光学***用于CWDM用接收器的适用例同样，可将本发明光学***适用于DWDM((密波分复用)Dense Wavelength DivisionMultiplexing)用接收器。

接着，参照图17，说明作为本发明光学***的第3适用例的交叉型光合分波器的概要俯视图。图17是本发明的包含光学***的交叉型光合分波器的概要俯视图。

交叉型光合分波器640具有在本发明光学***10的第4多模光波导20中添加第4光输入输出构件642的结构。

在如此构成的交叉型光合分波器640中，例如，既可以使光在第4光输入输出构件642和第3光输入输出构件16之间传播，又可以使光在第4光输入输出构件642和第1光输入输出构件12之间传播。

接着，参照图18，说明作为本发明光学***的第4适用例的交叉开关的概要俯视图。图18是包括本发明光学***的交叉开关的概要俯视图。

交叉开关660的构成为：使所述交叉型光合分波器640的滤光器24成为反射镜662，且使反射镜662可在第4多模光波导和第5光波导之间的反射位置662a与跟其远离的透射位置662b之间移动。

在如此构成的交叉开关660中，例如，在反射镜662位于反射位置662a时，光在第1光输入输出构件12和第4光输入输出构件642之间及第2光输入输出构件14和第3光输入输出构件16之间传播，在反射镜662位于透射位置662b时，光在第1光输入输出构件12和第2光输入输出构件14之间及第3光输入输出构件16和第4光输入输出构件642之间传播。

附图说明

图1是本发明的包含光波导的光学***的第1实施方式的光学说明图。

图2是本发明的包含光波导的光学***的第2实施方式的光学说明图。

图3是本发明的包含光波导的光学***的第3实施方式的光学说明图。

图4是本发明的包含光波导的光学***的第4实施方式的光学说明图。

图5是本发明的包含光波导的光学***的第5实施方式的光学说明图。

图6是本发明的包含光波导的光学***的第6实施方式的光学说明图。

图7是本发明的包含光波导的光学***的第7实施方式的光学说明图。

图8是用于表示本发明的包含光波导的光学***的设计顺序的光学说明图。

图9是用于表示本发明的包含光波导的光学***的设计顺序的光学说明图。

图10是用于表示本发明的包含光波导的光学***的设计顺序的光学说明图。

图11是用于表示本发明的包含光波导的光学***的设计顺序的光学说明图。

图12是用于表示本发明的包含光波导的光学***的设计顺序的光学说明图。

图13是包括比较例的光波导的光学***的光学说明图。

图14是表示滤光器设置构件的位置偏差的影响的曲线图。

图15是表示作为本发明的光学***的第1适用例的光放大器的概要俯视图。

图16是表示作为本发明的光学***的第2适用例的CWDM用接收器的概要俯视图。

图17是表示作为本发明的光学***的第3适用例的交叉型光合分波器的概要俯视图。

图18是表示作为本发明的光学***的第4适用例的光开关的概要俯视图。

图19是专利文献1中记载的光合分波器的光学原理说明图。

图20是专利文献3中记载的光合分波器的立体光学说明图。

图21是专利文献3中记载的光合分波器的光学原理说明图。

图22是专利文献3中记载的光合分波器的工作说明图。

图中：

10-第1实施方式的光学*** 12-第1光输入输出构件

14-第2光输入输出构件 16-第3光输入输出构件

20-第4多模光波导 22-第5多模光波导

24-滤光器 26-滤光器设置构件

110-第2实施方式的光学*** 210-第3实施方式的光学***

310-第4实施方式的光学*** 320-第5实施方式的光学***

330-第6实施方式的光学*** 340-第7实施方式的光学***

360-比较例的光学***

Claims

1. 一种包含光波导的光学***，其特征在于：

具有第1、第2及第3光输入输出构件和能以多模传播光的第4及第5多模光波导，在所述第4及第5多模光波导之间具有与所述第4及第5多模光波导内的光的行进方向相交地设置滤光器用的滤光器设置构件，所述第1光输入输出构件连接到所述第4多模光波导的与所述滤光器设置构件相反一侧的端面，所述第2及第3光输入输出构件连接到所述第5多模光波导的与所述滤光器设置构件相反一侧的端面；

所述第4及第5多模光波导的在与光的行进方向正交的方向上的宽度不同，或者，第2及第3光输入输出构件向所述第5多模光波导的输入输出位置的中心线间隔的1/2和第2及第3光输入输出构件向所述第5多模光波导的输入输出位置的中心线与第1光输入输出构件向所述第4多模光波导的输入输出中心位置的间隔不同。

2. 根据权利要求1所述的包含光波导的光学***，其特征在于：

所述第4多模光波导的在与光的行进方向正交的方向上的宽度比所述第5多模光波导的在与光的行进方向正交的方向上的宽度大。

3. 根据权利要求1所述的包含光波导的光学***，其特征在于：

连接了将输入到所述第1、第2及第3光输入输出构件内的光中之一的光的光输入输出构件的多模光波导的在与光的行进方向正交的方向上的宽度比其它多模光波导的在与光的行进方向正交的方向上的宽度小。

4. 根据权利要求1所述的包含光波导的光学***，其特征在于：

所述第4多模光波导的在与光的行进方向正交的方向上的宽度和所述第5多模光波导的在与光的行进方向正交的方向上的宽度为5μm以上20μm以下。

5. 根据权利要求1所述的包含光波导的光学***，其特征在于：

所述第1光输入输出构件的在与光的行进方向正交的方向上的宽度和所述第2及第3光输入输出构件的在与光的行进方向正交的方向上的宽度中的至少一个不同。

6. 根据权利要求5所述的包含光波导的光学***，其特征在于：

所述第1光输入输出构件的在与光的行进方向正交的方向上的宽度比所述第2及第3光输入输出构件的在与光的行进方向正交的方向上的宽度中的至少一个小。

7. 根据权利要求1所述的包含光波导的光学***，其特征在于：

8. 根据权利要求1所述的包含光波导的光学***，其特征在于：

第2及第3光输入输出构件向所述第5多模光波导的输入输出位置的中心线间隔的1/2比第2及第3光输入输出构件向所述第5多模光波导的输入输出位置的中心线与第1光输入输出构件向所述第4多模光波导的输入输出中心位置的间隔大。

9. 根据权利要求1所述的包含光波导的光学***，其特征在于：

在所述第4多模光波导的光的行进方向上延伸的中心线和在所述第5多模光波导的光的行进方向上延伸的中心线偏离。

10. 根据权利要求1所述的包含光波导的光学***，其特征在于：

在所述第4多模光波导的光的行进方向上延伸的中心线与第2及第3光输入输出构件向所述第5多模光波导的输入输出位置的中心线偏离。

11. 根据权利要求1所述的包含光波导的光学***，其特征在于：

所述滤光器使第1透射光和第2透射光透射并将第3反射光反射，从第1光输入输出构件入射的第1透射光入射到第2光输入输出构件并被抑制向第1及第3光输入输出构件入射，从第2光输入输出构件入射的第3反射光入射到第3光输入输出构件并被抑制向第1及第2光输入输出构件入射；

从第2光输入输出构件入射的第2透射光向第1光输入输出构件入射并被抑制向第2及第3光输入输出构件入射。

12. 根据权利要求1所述的包含光波导的光学***，其特征在于：

所述滤光器使第1透射光和第2透射光透射并将第3反射光反射，从第1光输入输出构件入射的第2透射光入射到第2光输出构件并被抑制向第1及第3光输入输出构件入射；

从第2输入输出构件入射的第1透射光入射到第1光输入输出构件并被抑制向第2及第3光输入输出构件入射，从第3光输入输出构件入射的第3反射光向第2光输入输出构件入射并被抑制向第1及第3光输入输出构件入射。

13. 一种光学***，其特征在于：

使权利要求11中记载的光学***和权利要求12中记载的光学***成为一对，且第2光输入输出构件之间通过光纤光学地耦合。

14. 根据权利要求1所述的包含光波导的光学***，其特征在于：

所述滤光器使第1反射光和第2反射光反射并将第3透射光透射，从第2光输入输出构件入射的第2反射光入射到第3光输入输出构件并被抑制向第1及第2光输入输出构件入射，从第2光输入输出构件入射的第3透射光入射到第1光输入输出构件并被抑制向第2及第3光输入输出构件入射；

15. 根据权利要求1所述的包含光波导的光学***，其特征在于：

所述滤光器使第1反射光和第2反射光反射并将第3透射光透射，从第1光输入输出构件入射的第3透射光入射到第2光输出构件并被抑制向第1及第3光输入输出构件入射；

16. 一种光学***，其特征在于：

使权利要求14中记载的光学***和权利要求15中记载的光学***成为一对，且第2光输入输出构件之间通过光纤光学地耦合。

17. 一种光学***，其特征在于：

使权利要求11中记载的光学***和权利要求15中记载的光学***成为一对，且第2光输入输出构件之间通过光纤光学地耦合。

18. 一种光学***，其特征在于：

使权利要求12中记载的光学***和权利要求14中记载的光学***成为一对，且第2光输入输出构件之间通过光纤光学地耦合。

19. 根据权利要求1所述的包含光波导的光学***，其特征在于：

100μm≤L₄+L₅≤800μm

50μm≤L₄+L₅≤400μm。

20. 根据权利要求1所述的包含光波导的光学***，其特征在于：

第1、第2及第3光输入输出构件是单模光波导。

21. 根据权利要求1所述的包含光波导的光学***，其特征在于：

第1光输入输出构件是光纤，第2及第3光输入输出构件是单模光波导。

22. 一种光合分波器，其特征在于，

在根据权利要求1所述的包含光波导的光学***中，在所述滤光器设置构件上设置了滤光器。