JP2003121671A - 光分岐器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ファイバと容易に光結合させることができ
る構造を有し、かつ低コストで容易に作製することがで
きるＭＭＩ型光分岐器を提供する。 【解決手段】 本光分岐器は、入射側光ファイバ６１
と、第１および第２の出射側光ファイバ６２および６３
とに接続しており、光を閉じ込めるためのクラッド材か
ら成る第１および第２のカバー６９および７０と、光フ
ァイバの位置決めを行う第１および第２のガイド７１お
よび７２と、入射光を分岐して出射する分岐部７３とを
備える。また、分岐部７３は、クラッド材よりも高い屈
折率を有するコア材から成ってマルチモード干渉により
光を分岐するスラブ６６と、コア材から成ってスラブ６
６からの光を第１および第２の出射側光ファイバ６２お
よび６３へ出射する第１および第２の導波路コア６７お
よび６８と、クラッド材から成る基板７４とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信に使用され
る光分岐器に関し、より特定的には、マルチモード干渉
（Ｍｕｌｔｉ−Ｍｏｄｅ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ：
以下、ＭＭＩと略称する）を利用したＭＭＩ型光分岐器
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光分岐器の性能はますます向上
し、特に、ＭＭＩ型Ｙ分岐光導波路は、過剰損失のより
少ない数多くの形態が開発されている。このＭＭＩ型Ｙ
分岐光導波路の原理について簡単に説明する。ＭＭＩ型
Ｙ分岐光導波路は、マルチモード導波路部を有してお
り、基本モード光がマルチモード導波路部に入射する
と、マルチモード導波路部において基本モード光と高次
モード光が発生する。この両モード光の位相差に基づく
干渉の結果、伝播する光の波形が変形する。そして、両
モード光の位相がちょうどπだけ異なる箇所で、伝播す
る光は２つのピークをもつ強度分布を有するになる。こ
の部分に対して２つの出力導波路を配置すれば、分岐比
１：１の対称なＹ分岐を実現することができる。

【０００３】また、特開２０００−１２１８５７号公報
には、マルチモード干渉で現れる光強度分布の２つのピ
ークについて、それらの高さに差を生じさせて、分岐比
が非対称となるようなＭＭＩ型Ｙ分岐光導波路が開示さ
れている。

【０００４】このようにＭＭＩ型光分岐器は、光強度分
布がピークに達する位置にあわせて出力導波路を設け、
過剰損失を低減している。したがって、その形状や大き
さは精密に規定されることになる。典型的には、光分岐
器の分岐幅は２０〜３０μｍ程度である。また、その結
果として、典型的には２５０μｍ程度の直径を有する光
ファイバと光結合させるために、別個に結合用素子を用
意したり、出力導波路を光ファイバの大きさに合わせて
加工したりする必要がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、以上のよう
に、別個に素子を用意したり、出力導波路に特別な加工
を施すことには、さらにコストがかかることになる。ま
た、光ファイバとの光軸合わせを容易に行えるように特
別な構成としない限り、従来のＭＭＩ型光分岐器では、
光ファイバと容易に光結合させる構成とすることが困難
である。さらに、従来のＭＭＩ型光分岐器のように、そ
の形状や大きさが精密に規定された導波路を作製するこ
とは必ずしも容易ではない。

【０００６】そこで、本発明の目的は、光ファイバと容
易に光結合させることができる構造を有し、かつ低コス
トで容易に作製することができるＭＭＩ型光分岐器を提
供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段および発明の効果】第１の
発明は、光結合する外部の入力側光伝送部材からの入射
光を分岐して、光結合する外部の互いに平行な複数の出
力側光伝送部材へそれぞれ出射する光分岐器であって、
入射光に対して垂直な前面が入力側光伝送部材と接し、
前面と平行な後面が複数の出力側光伝送部材と接して、
入射光を分岐し、出射する分岐部と、入射光に対して平
行な分岐部の面のうちの対応する所定の一面に接するよ
うに設けられており、分岐部に光を閉じ込めることがで
きるように、所定の屈折率を有するクラッド材料から成
る複数のカバー部とを備える。

【０００８】上記のように、第１の発明によれば、光フ
ァイバなどの入力側および出力側光伝送部材と容易に光
結合させることができる構造を有し、かつ低コストで容
易に作製することができる光分岐器を提供することがで
きる。

【０００９】第２の発明は、第１の発明に従属する発明
であって、相対する複数のカバー部は、入射光に対して
平行な分岐部の面のうちの対応する所定の一面に接する
面が、入力側光伝送部材とも接することを特徴とする。

【００１０】上記のように、第２の発明によれば、相対
する複数のカバー部によって、入力側光伝送部材を挟み
込むように位置決めすることができるので、容易に光結
合させることができる。

【００１１】第３の発明は、第１の発明に従属する発明
であって、入射光に対して平行な分岐部の面のうちの対
応する所定の一面に接するように設けられており、当該
一面に接する面が入力側光伝送部材とも接する複数のガ
イド部をさらに備える。

【００１２】上記のように、第３の発明によれば、ガイ
ド部によって、入力側光伝送部材を挟み込むように位置
決めすることができるので、容易に光結合させることが
できる。

【００１３】第４の発明は、第１の発明に従属する発明
であって、分岐部は、少なくとも前面と、カバー部に接
する面とに露出面を有しており、その内部に光を伝播し
て、マルチモード干渉を利用することにより入射光を分
岐するスラブ部と、スラブ部に光を閉じ込めることがで
きるように、スラブ部よりも高い屈折率を有する材料か
ら成る基板とを含む。

【００１４】上記のように、第４の発明によれば、低コ
ストで容易に作製することができるＭＭＩ型光分岐器を
提供することができる。

【００１５】第５の発明は、第４の発明に従属する発明
であって、スラブ部は、平板状であって、入力側光伝送
部材および複数の出力側光伝送部材の光軸とそれぞれ平
行であり、分岐部における後面にも露出部を有している
ことを特徴とする。

【００１６】上記のように、第５の発明によれば、例え
ば、中央のスラブを左右方向から基板によって挟み込む
ようにして分岐部を作製するなどの簡易な方法をとるこ
とができるので、光分岐器を容易に作製することができ
る。

【００１７】第６の発明は、第５の発明に従属する発明
であって、スラブ部のスラブ長は、入力側光伝送部材の
光軸と複数の出力側光伝送部材の光軸との距離と、スラ
ブ部の屈折率と、基板の屈折率と、複数のカバー部の屈
折率とに基づいて、最適な値が選ばれることを特徴とす
る。

【００１８】上記のように、第６の発明によれば、上記
の距離や屈折率などをパラメータとする所定の関数によ
って、最適なスラブ長を容易に決定することができる。

【００１９】第７の発明は、第４の発明に従属する発明
であって、スラブ部は、平板状であって互いに垂直に交
差し、入力側光伝送部材および複数の出力側光伝送部材
の光軸とそれぞれ平行であって、分岐部における後面に
も露出部を有する第１および第２のスラブ部を含む。

【００２０】上記のように、第７の発明によれば、例え
ば、第１および第２のスラブを上下左右方向から基板に
よって挟み込むようにして分岐部を作製するなどの簡易
な方法をとることができるので、光分岐器を容易に作製
することができる。

【００２１】第８の発明は、第７の発明に従属する発明
であって、第１および第２のスラブ部のスラブ長は、入
力側光伝送部材の光軸と対応する複数の出力側光伝送部
材の光軸との距離と、第１および第２のスラブ部の屈折
率と、基板の屈折率と、複数のカバー部の屈折率とに基
づいて、最適な値が選ばれることを特徴とする。

【００２２】上記のように、第８の発明によれば、上記
の距離や屈折率などをパラメータとする所定の関数によ
って、最適なスラブ長を容易に決定することができる。

【００２３】第９の発明は、第４の発明に従属する発明
であって、分岐部は、一端がスラブ部と接合され、他端
が一意に対応する出力側光伝送部材と接して、その内部
に光を伝播する複数の導波路コアをさらに含み、複数の
導波路コアの光軸は、入力側光伝送部材からの入射光の
光軸に平行であってかつ所定の距離だけ離れていること
を特徴とする。

【００２４】上記のように、第９の発明によれば、複数
の導波路コアによって出力側光伝送部材と容易に光結合
させることができる構造を有し、かつ低コストで容易に
作製することができる光分岐器を提供することができ
る。

【００２５】第１０の発明は、第９の発明に従属する発
明であって、スラブ部は、平板状であって、入力側光伝
送部材および複数の出力側光伝送部材の光軸とそれぞれ
平行であり、複数の導波路コアは、カバー部に接する面
に露出面を有し、スラブ部の平板面両面とそれぞれ面一
である２つの面を有する第１および第２の導波路コアを
含む。

【００２６】上記のように、第１０の発明によれば、例
えば、エッチングや金型成形などの手法を用いて、入射
光を２分岐する光分岐器を容易に作製することができ
る。

【００２７】第１１の発明は、第１０の発明に従属する
発明であって、スラブ部のスラブ長は、入力側光伝送部
材の光軸と複数の出力側光伝送部材の光軸との距離と、
スラブ部の屈折率と、基板の屈折率と、複数のカバー部
の屈折率とに基づいて、最適な値が選ばれることを特徴
とする。

【００２８】上記のように、第１１の発明によれば、上
記の距離や屈折率などをパラメータとする所定の関数に
よって、最適なスラブ長を容易に決定することができ
る。

【００２９】第１２の発明は、第９の発明に従属する発
明であって、スラブ部は、平板状であって互いに垂直に
交差して、入力側光伝送部材および複数の出力側光伝送
部材の光軸とそれぞれ平行な第１および第２のスラブ部
を含み、複数の導波路コアは、対応するカバー部に接す
る面に露出面を有して、第１のスラブ部の平板面両面と
それぞれ面一である２つの面を有する第１および第２の
導波路コアと、対応するカバー部に接する面に露出面を
有して、第２のスラブ部の平板面両面とそれぞれ面一で
ある２つの面を有する第３および第４の導波路コアとを
含む。

【００３０】上記のように、第１２の発明によれば、エ
ッチングや金型成形などの手法を用いて、入射光を４分
岐する光分岐器を容易に作製することができる。

【００３１】第１３の発明は、第７の発明に従属する発
明であって、第１および第２のスラブ部のスラブ長は、
入力側光伝送部材の光軸と対応する複数の出力側光伝送
部材の光軸との距離と、第１および第２のスラブ部の屈
折率と、基板の屈折率と、複数のカバー部の屈折率とに
基づいて、最適な値が選ばれることを特徴とする。

【００３２】上記のように、第１３の発明によれば、上
記の距離や屈折率などをパラメータとする所定の関数に
よって、最適なスラブ長を容易に決定することができ
る。

【００３３】第１４の発明は、第９の発明に従属する発
明であって、所定の使用環境温度の範囲内における第１
および第２の導波路の屈折率および基板の屈折率は、対
応する出力側光伝送部材との光結合ロスを許容すること
ができる最低屈折率差以上の屈折率差を生じるように選
ばれることを特徴とする。

【００３４】上記のように、第１４の発明によれば、光
閉じ込め条件を満たす屈折率差以上になるようにコア材
料とクラッド材料の温度特性を考慮して選択することに
より、使用温度範囲において常に光を閉じ込めることが
できる。

【００３５】第１５の発明は、第１４の発明に従属する
発明であって、屈折率差は、第１および第２の導波路の
中心軸に対する垂直断面における第１および第２の導波
路の高さおよび幅に関連して選ばれることを特徴とす
る。

【００３６】上記のように、第１５の発明によれば、さ
らにコア断面の高さと幅とを考慮することにより、使用
温度範囲において常に光を閉じ込めることができる。

【００３７】第１６の発明は、第１４の発明に従属する
発明であって、屈折率差は、第１および第２の導波路の
中心軸に対する垂直断面における第１および第２の導波
路の高さおよび幅の平均値に関連して選ばれることを特
徴とする。

【００３８】上記のように、第１６の発明によれば、さ
らにコア断面の高さと幅との平均値を考慮することによ
り、使用温度範囲において常に光を閉じ込めることがで
きる。

【００３９】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）図１は、本発
明の第１の実施形態に係る光分岐器の構造を示した模式
図である。図１に示すように、本光分岐器は、入射側光
ファイバ６１と、第１および第２の出射側光ファイバ６
２および６３とに接続しており、第１および第２のカバ
ー６９および７０と、第１および第２のガイド７１およ
び７２と、分岐部７３とを備える。また、分岐部７３
は、スラブ６６と、第１および第２の導波路コア６７お
よび６８と、基板７４とを含む。

【００４０】なお、以下の全ての実施形態に係る説明に
おいて、本光分岐器の上下方向は、図の上下方向に対応
し、その前方向は、図の左方向に対応し、その後方向
は、図の右方向に対応し、その左方向は、図の手前方向
に対応し、その右方向は、図の奥方向に対応するものと
する。

【００４１】まず、入射側光ファイバ６１は、スラブ６
６の前面の所定部分に対して前方から光を入射するよう
に、本光分岐器に接続される。第１および第２の出射側
光ファイバ６２および６３は、相互に平行に配置されて
おり、対応する第１および第２の導波路コア６７および
６８の後面から射出した光を後方へ伝播するように、本
光分岐器に接続される。このように、第１および第２の
導波路コア６７および６８を設けることによって、光軸
の位置決めを容易に行うことができる。なお、光ファイ
バと本光分岐器の対応部分との光軸を容易に合わせるた
めの構造については後述する。

【００４２】次に、本光分岐器の分岐部７３において、
スラブ６６は、基板７４の左右方向中央部付近に形成さ
れた左右方向に薄く、前後方向に所定の長さ（以下、ス
ラブ長と称する）を有する板状の光導波路であり、前と
上下とに露出面を有する。また、第１の導波路コア６７
は、スラブ６６と一体として基板７４の上部に形成され
た前後方向に長い棒状の光導波路であり、後ろと上とに
露出面を有する。同様に、第２の導波路コア６８は、基
板７４の下部に形成された長い棒状の光導波路であり、
後ろと下とに露出面を有する。また、スラブ６６および
第１の導波路コア６７の左右側面および上面は面一であ
り、スラブ６６および第２の導波路コア６８の左右側面
および下面は面一である。さらに、スラブ６６と、第１
および第２の導波路コア６７および６８の光軸は同一平
面上に含まれ、かつ、第１および第２の導波路コア６７
および６８の光軸は、スラブ６６の光軸に対して、平行
であって対称な位置にある。

【００４３】このような分岐部７３は、例えば、以下の
ような製法を用いて容易に作製することができる。ま
ず、基板７４は、左右方向の中央において２つに分割さ
れる第１および第２の基板から構成されているものとす
る。これら第１および第２の基板の向かい合う面には、
エッチングや金型成形などの手法を用いて溝を形成す
る。そして、これらの溝に対して所定の屈折率を有する
材料を流し込んで貼り合わせば、スラブ６６と、第１お
よび第２の導波路コア６７および６８とを容易に作製す
ることができる。また、基板７４が、上下方向の中央に
おいて２つに分割される第１および第２の基板で構成さ
れていても、これらの基板の溝を上下対称な形に形成す
れば、同様な方法により容易に作製することができる。
さらに、基板７４の前面から後ろ方向へ金型を押し込む
ことによっても、同様に作製することができる。なお、
基板７４を構成する材料の屈折率は、スラブ６６と第１
および第２の導波路コア６７および６８とを構成する材
料（以下、コア材料と称する）の屈折率よりも小さいも
のとする。

【００４４】次に、本光分岐器において、第１のカバー
６９は、外挿された入射側光ファイバ６１の上部と接
し、かつスラブ６６および第１の導波路コア６７が露出
する基板７４の上面と接する。また、第２のカバー７０
は、外挿された入射側光ファイバ６１の下部と接し、か
つスラブ６６および第２の導波路コア６８が露出する基
板７４の下面と接する。なお、第１および第２のカバー
６９および７０が、入射側光ファイバ６１を上下方向を
挟むように接しているのは、光軸合わせのためである。
詳しくは後述する。

【００４５】また、これら第１および第２のカバー６９
および７０を構成する材料は、コア材料の屈折率よりも
小さい。したがって、これらはクラッドとして機能す
る。このように構成すれば、基板７４と、第１および第
２のカバー６９および７０とによって、スラブ６６と、
第１および第２の導波路コア６７および６８との中を伝
播する光を伝搬経路から漏れ出さないように閉じ込める
ことができる。

【００４６】なお、コア材料が、基板７４と第１および
第２のカバー６９および７０とを構成する材料（以下、
クラッド材料と称する）よりも低い屈折率を有するか、
または高い屈折率であってもその屈折率差が所定値を下
回る場合には、光を伝搬経路中に閉じ込めることができ
ない。この光を閉じ込めるための条件を光閉じ込め条件
と称する。

【００４７】ここで、一般的にコア材料として樹脂を使
用し、クラッド材料として無機材料（ガラスなど）を使
用すると、それぞれの材料の温度特性が相違しているこ
とにより、光閉じ込め条件を満足させることができない
温度範囲を生じることがある。図２は、例として、コア
材料としての樹脂と、クラッド材料としてのガラスとの
屈折率差および温度変化の関係を示したグラフである。
なお、光閉じ込め条件を満たす限界の屈折率差は、点線
で示されている。また、図２においては、異なるコア材
料の屈折率を有する１１の例が示されている。

【００４８】図２を参照すれば、温度を徐々に上げると
上記屈折率差は小さくなり、やがて光閉じ込め条件の限
界屈折率差を下回って、光閉じ込め条件を満たさなくな
る。図２において、使用温度範囲内（−２０℃〜８０
℃）で光閉じ込め条件を満たすのは、上から３例のみで
ある。したがって、使用温度範囲内で光閉じ込め条件を
満たすためには、屈折率差を十分大きくすれば良いこと
になるが、屈折率差にも上限値はある。具体的には、コ
アの屈折率をクラッドの屈折率よりも０．２〜０．５％
高めるの好適例である。

【００４９】また、図３は、断面が正方形状である四角
コア（図１における第１および第２の導波路コア６７お
よび６８）の寸法と、コア材料およびクラッド材料の屈
折率差と、光ファイバおよび光分岐器の結合ロス相対変
化（ｄＢ）との関係を示したグラフである。ただし、結
合ロス相対変化は、最適結合ロスから結合ロスがどれだ
け変化したかを示すためのものであって、結合ロスの絶
対値はそれぞれのコア寸法に応じて異なり、グラフ上で
は各寸法毎に見やすい位置に配置している。また、コア
寸法は、小さいものから大きいものの例として、ａ１
（＝２μｍ）からａ７（＝８μｍ）まで１μ毎に変化さ
せた７つを示している。

【００５０】図３を参照すれば、それぞれのコア寸法を
有するコア材料とクラッド材料との屈折率差が所定の差
以下になると、結合ロスは急激に悪化する。図中の点線
は、この急激に悪化する直前の屈折率差をコア寸法毎に
結んだ直線であって、結合ロスを許容し得る最低の屈折
率差を示している。したがって、コア寸法が大きいほど
屈折率差が小さくても光を閉じ込めやすいと言える。た
だ、コアの大きさにも上限はある。具体的には、コアの
高さと幅の平均を２〜５μｍにするのが好適例である。

【００５１】以上より、使用温度範囲において常に光を
閉じ込めるためには、コア断面の高さと幅または高さと
幅の平均とを考慮し、さらに光閉じ込め条件を満たす屈
折率差以上になるようにコア材料とクラッド材料の温度
特性を考慮して選択する必要がある。

【００５２】また、スラブ６６のスラブ長は、第１また
は第２の導波路コア６７または６８の光軸とスラブ６６
の光軸との距離と、スラブ６６の屈折率と、基板７４の
屈折率と、第１のカバー６９の屈折率と、第２のカバー
７０の屈折率とに基づいて、最適な値を決定することが
できる。例えば、最適なスラブ長は、これらをパラメー
タとする所定の関数によって決定することができる。な
お、第１または第２の導波路コア６７の長さを調整すれ
ば、光分岐器の大きさを変更することなく、最適なスラ
ブ長に設定することができることは言うまでもない。

【００５３】図４は、入射側光ファイバ６１から第１お
よび第２の出射側光ファイバ６２および６３までの結合
ロスとスラブ長との関係を示したグラフである。図４で
は、結合ロス（ｄＢ）を縦軸に、スラブ長を横軸にとっ
ている。図４を参照すると、スラブ長によって、結合ロ
スが変化し、第１および第２の導波路コア６７および６
８からの出射光位置における光量が変化する様子がみら
れる。このように光量が変化するのは、入射側光ファイ
バ６１からスラブ６６へ入射する光がシングルモードで
あっても、スラブ６６内において波面が互いに干渉し合
うことによってマルチモード化し、光量分布がスラブ形
状によって変化することになるからである。そして、結
合ロスの極大点は、スラブ長に沿って複数個現れ、図７
においては、第１ないし第３の最適スラブ長に対応す
る。ここで、本光分岐器を小型化するためには、スラブ
形状が最も小さくなるのが好ましいことから、スラブ６
６のスラブ長には、図７に示されるように、第１の最適
スラブ長を選ぶのが好適である。

【００５４】次に、本光分岐器において、第１のガイド
７１は、外挿された入射側光ファイバ６１と、第１およ
び第２の出射側光ファイバ６２および６３との右側部分
に接し、かつ基板７４と、第１および第２のカバー６９
および７０との右側面に接する。第２のガイド７２は、
外挿された入射側光ファイバ６１と、第１および第２の
出射側光ファイバ６２および６３との左側部分に接し、
かつ基板７４と、第１および第２のカバー６９および７
０との左側面に接する。

【００５５】このように、第１および第２のガイド７１
および７２は、左右から上記光ファイバを挟み込むこと
により、光軸合わせを容易に行うことができる。すなわ
ち、基板７４の左右方向の厚みを光ファイバの直径とほ
ぼ同一にすれば、第１および第２のガイド７１および７
２に挟まれた光ファイバのコア中心は、ちょうど基板中
央に設けられたスラブ６６と、第１および第２の導波路
コア６７および６８との左右方向の中心に位置決めされ
る。

【００５６】さらに、前述のように、第１および第２の
カバー６９および７０は、入射側光ファイバ６１を上下
方向に挟み込んでいるので、基板７４の上下方向の厚み
を光ファイバの直径とほぼ同一にすれば、入射側光ファ
イバ６１のコア中心は、スラブ６６と、第１および第２
の導波路コア６７および６８との上下方向の中心に位置
決めされる。

【００５７】また、第１および第２の出射側光ファイバ
６２および６３を上下方向に挟むように、例えば図示し
ていない第３および第４のガイドを設ければ、上下方向
の位置決めも容易に行うことができる。さらに別例とし
て、上下方向の位置を調整して最適な射出光位置に光フ
ァイバの光軸をセットすることができるオフセット調整
部を設けてもよい。

【００５８】なお、以上のようにして位置決めされた光
ファイバは、典型的には接着剤等で固定される。また、
第１および第２のガイド７１および７２は、光を閉じ込
める機能を有していないことから、クラッド材料である
必要はないが、第１および第２のカバー６９および７０
や基板７４と同一の材料によって、これらと一体的に形
成されてもよい。

【００５９】（第２の実施形態）図５は、本発明の第２
の実施形態に係る光分岐器の構造を示した模式図であ
る。図５に示すように、本光分岐器は、入射側光ファイ
バ６１と、第１および第２の出射側光ファイバ６２およ
び６３とに接続しており、第１および第２のカバー８１
および８２と、第１および第２のガイド７１および７２
と、分岐部８５とを備える。また、分岐部８５は、スラ
ブ８６と、第１および第２の基板８３および８４とを含
む。なお、図１に示した第１の実施形態に係る光分岐器
と同一の構成部には同一の符号を付して、その説明を省
略する。

【００６０】図５を参照すると、本光分岐器は、図１の
光分岐器に備えられる第１および第２の導波路コア６７
および６８が省略されており、第１および第２の出射側
光ファイバ６２および６３のコアがスラブ８６と直接接
触している点が、図１の光分岐器と大きく異なる。この
ことから、本光分岐器は、前後方向の長さをより短くす
ることによって小型化することができる。

【００６１】また、第１および第２の導波路コアを作製
する必要がないことから、分岐部８５を容易に作製する
ことができる。例えば、分岐部８５は、中央のスラブ８
６を左右方向からそれぞれ第１および第２の基板８３お
よび８４によって挟み込むようにして作製される。した
がって、エッチングや金型成形などの手法を用いて基板
に溝を形成する必要がなく、容易に作製することができ
る。

【００６２】その他、図５の第１および第２のカバー８
１および８２と、基板８４と、スラブ８６とは、図１の
それらとは長さが異なる他は、同一の機能を有する。な
お、第１および第２のガイド７１および７２は、図１と
同一であるが、もちろん必要に応じて前後方向の長さを
短くしてもよい。

【００６３】また、スラブ８６のスラブ長は、第１また
は第２の出射側光ファイバ６２または６３の光軸とスラ
ブ８６の光軸との距離と、スラブ８６の屈折率と、基板
８４の屈折率と、第１のカバー８１の屈折率と、第２の
カバー８２の屈折率とに基づいて、最適な値を決定する
ことができることは、図４において前述したと同様であ
る。

【００６４】（第３の実施形態）図６は、本発明の第３
の実施形態に係る光分岐器の構造を示した模式図であ
る。図６に示すように、本光分岐器は、入射側光ファイ
バ６１と、第１ないし第４の出射側光ファイバ１１０〜
１１３とに接続しており、第１ないし第４のカバー９７
〜１００と、分岐部１０２とを備える。また、分岐部１
０２は、第１および第２のスラブ９１および９２と、第
１ないし第４の導波路コア９３〜９６と、基板１０１と
を含む。

【００６５】図６を参照すると、本光分岐器は、図１の
光分岐器に備えられる第１および第２のガイドに替え
て、第３および第４のカバー９９および１００が備えら
れており、さらに、分岐部１０２において、第２のスラ
ブ９２と、第３および第４の導波路コア９５および９６
と、基板１０１とを新たに含む点が、図１の光分岐器と
大きく異なる。なお、本光分岐器におけるその他の部材
は、図１のそれとほぼ同様であるので、説明は省略す
る。以下、図１の光分岐器と異なる点について詳述す
る。

【００６６】本光分岐器において、第３および第４のカ
バー９９および１００は、入射側光ファイバ６１を左右
方向から挟み込むように設けられてその位置決めを行
う、という機能は、図１における第１および第２のガイ
ド７１および７２において前述したと同様である。しか
し、図６から明らかなように、本光分岐器の後面は、凹
凸のない平面であって、第１ないし第４の出射側光ファ
イバ１１０〜１１３の位置決めを行う部材は、特に設け
られていない。

【００６７】また、第３および第４のカバー９９および
１００は、第１および第２のカバー９９および１００と
同一の屈折率を有するクラッド材料で構成されており、
第３および第４の導波路コア９５および９６の中に光を
閉じ込めて伝播させるためのクラッドとして機能する。
この点で、クラッドとして機能しない図１における第１
および第２のガイド７１および７２とは異なる。

【００６８】なお、図６において、第３および第４のカ
バー９９および１００は、第１および第２のカバー９９
および１００を左右方向から挟み込むように構成されて
いる。しかし、第３および第４のカバー９９および１０
０の上下方向の長さを短くして、第１および第２のカバ
ー９９および１００によって上下方向から挟み込まれる
ように構成されてもよいし、これらを含む構成部全てが
一体的に形成されていてもよい。

【００６９】次に、本光分岐器の分岐部１０２におい
て、第１のスラブ９１や第１および第２の導波路コア９
３および９４は、図１のスラブ６６などと同様である。
また、これらを入射側光ファイバ６１の光軸（すなわ
ち、第１のスラブ９１の光軸）を中心軸として９０度回
転させると、第２のスラブ９２や第３および第４の導波
路コア９５および９６の構造に合致する。すなわち、第
２のスラブ９２および第３の導波路コア９５の上下面お
よび左側面は面一であり、第２のスラブ９２および第４
の導波路コア９６の上下面および右側面は面一である。
さらに、第２のスラブ９２と、第３および第４の導波路
コア９５および９６の光軸は同一平面上に含まれ、か
つ、第３および第４の導波路コア９５および９６の光軸
は、第２のスラブ９２の光軸に対して、平行であって対
称な位置にある。

【００７０】このような分岐部１０２は、図１の分岐部
７３と同様に、例えば、左右方向または上下方向の中央
において２つに分割される第１および第２の基板に溝を
形成し、これらの溝に対して所定の屈折率を有する材料
を流し込んで貼り合わせることにより、容易に作製する
ことができる。

【００７１】また、第１のスラブ９１のスラブ長は、第
１または第２の出射側光ファイバ１１０または１１１の
光軸と第１のスラブ９１の光軸との距離と、第１のスラ
ブ９１の屈折率と、基板１０１の屈折率と、第１および
第２のカバー９７および９８の屈折率とに基づいて、最
適な値を決定することができるし、さらに、第２のスラ
ブ９２のスラブ長も、第３または第４の出射側光ファイ
バ１１２または１１３の光軸と第２のスラブ９２の光軸
との距離と、第２のスラブ９２の屈折率と、基板１０１
の屈折率と、第３および第４のカバー９９および１００
の屈折率とに基づいて、最適な値を決定することができ
ることは、前述と同様である。

【００７２】（第４の実施形態）図７は、本発明の第４
の実施形態に係る光分岐器の構造を示した模式図であ
る。図７に示すように、本光分岐器は、入射側光ファイ
バ６１と、第１ないし第４の出射側光ファイバ１１０〜
１１３とに接続しており、第１ないし第４のカバー１０
６〜１０９と、分岐部１１４とを備える。また、分岐部
１１４は、第１および第２のスラブ９１および９２と、
第１ないし第４の基板１１５〜１１８とを含む。なお、
図６に示した第３の実施形態に係る光分岐器と同一の構
成部には同一の符号を付して、その説明を省略する。

【００７３】図７を参照すると、本光分岐器は、図６の
光分岐器に備えられる第１ないし第４の導波路コア９３
および９６が省略されており、第１ないし第４の出射側
光ファイバ１１０〜１１３のコアが対応する第１および
第２のスラブ９１および９２と直接接触している点が、
図６の光分岐器と大きく異なる。このことから、本光分
岐器は、前後方向の長さをより短くすることによって小
型化することができる。

【００７４】また、第１および第２の導波路コアを作製
する必要がないことから、分岐部１１４を容易に作製す
ることができる。例えば、分岐部１１４は、第１および
第２のスラブ９１および９２を上下左右方向からそれぞ
れ対応する第１ないし第４の基板１１５〜１１８によっ
て挟み込むようにして作製される。したがって、エッチ
ングや金型成形などの手法を用いて基板に溝を形成する
必要がなく、容易に作製することができる。これらの特
徴は、図５に示す第２の実施形態に係る光分岐器と同様
である。

【００７５】また、第１のスラブ９１のスラブ長は、第
１または第２の出射側光ファイバ１１０または１１１の
光軸と第１のスラブ９１の光軸との距離と、第１のスラ
ブ９１の屈折率と、第１ないし第４の基板１１５〜１１
８の屈折率と、第１および第２のカバー１０６および１
０７の屈折率とに基づいて、最適な値を決定することが
できるし、さらに、第２のスラブ９２のスラブ長も、第
３または第４の出射側光ファイバ１１２または１１３の
光軸と第２のスラブ９２の光軸との距離と、第２のスラ
ブ９２の屈折率と、第１ないし第４の基板１１５〜１１
８の屈折率と、第３および第４のカバー１０８および１
０９の屈折率とに基づいて、最適な値を決定することが
できることは、図４において前述したと同様である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る光分岐器の構造
を示した模式図である。

【図２】コア材料とクラッド材料との屈折率差および温
度変化の関係を示したグラフである。

【図３】四角コアの寸法と、コア材料およびクラッド材
料の屈折率差と、光ファイバおよび光分岐器の結合ロス
相対変化（ｄＢ）との関係を示したグラフである。

【図４】入射側光ファイバ６１から第１および第２の出
射側光ファイバ６２および６３までの結合ロスとスラブ
長との関係を示したグラフである。

【図５】本発明の第２の実施形態に係る光分岐器の構造
を示した模式図である。

【図６】本発明の第３の実施形態に係る光分岐器の構造
を示した模式図である。

【図７】本発明の第４の実施形態に係る光分岐器の構造
を示した模式図である。

【符号の説明】

６１ 入射側光ファイバ ６２ 第１の出射側光ファイバ ６３ 第２の出射側光ファイバ ６６ スラブ ６７ 第１の光導波路 ６８ 第２の光導波路 ６９ 第１のカバー ７０ 第２のカバー ７１ 第１のガイド ７２ 第２のガイド ７３ 分岐部 ７４ 基板 ８１ 第１のカバー ８２ 第２のカバー ８３ 第１の基板 ８４ 第２の基板 ８５ 分岐部 ８６ スラブ ９１ 第１のスラブ ９２ 第２のスラブ ９３ 第１の導波路コア ９４ 第２の導波路コア ９５ 第３の導波路コア ９６ 第４の導波路コア ９７ 第１のカバー ９８ 第２のカバー ９９ 第３のカバー １００ 第４のカバー １０１ 基板 １０６ 第１のカバー １０７ 第２のカバー １０８ 第３のカバー １０９ 第４のカバー １１０ 第１の出射側光ファイバ １１１ 第２の出射側光ファイバ １１２ 第３の出射側光ファイバ １１３ 第４の出射側光ファイバ １１５ 第１の基板 １１６ 第２の基板 １１７ 第３の基板 １１８ 第４の基板

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光結合する外部の入力側光伝送部材から
   の入射光を分岐して、光結合する外部の互いに平行な複
   数の出力側光伝送部材へそれぞれ出射する光分岐器であ
   って、 前記入射光に対して垂直な前面が前記入力側光伝送部材
   と接し、前記前面と平行な後面が複数の前記出力側光伝
   送部材と接して、前記入射光を分岐し、出射する分岐部
   と、 前記入射光に対して平行な前記分岐部の面のうちの対応
   する所定の一面に接するように設けられており、前記分
   岐部に光を閉じ込めることができるように、所定の屈折
   率を有するクラッド材料から成る複数のカバー部とを備
   える、光分岐器。
2. 【請求項２】 相対する複数の前記カバー部は、前記入
   射光に対して平行な前記分岐部の面のうちの対応する所
   定の一面に接する面が、前記入力側光伝送部材とも接す
   ることを特徴とする、請求項１に記載の光分岐器。
3. 【請求項３】 前記入射光に対して平行な前記分岐部の
   面のうちの対応する所定の一面に接するように設けられ
   ており、当該一面に接する面が前記入力側光伝送部材と
   も接する複数のガイド部をさらに備える、請求項１に記
   載の光分岐器。
4. 【請求項４】 前記分岐部は、 少なくとも前記前面と、前記カバー部に接する面とに露
   出面を有しており、その内部に光を伝播して、マルチモ
   ード干渉を利用することにより前記入射光を分岐するス
   ラブ部と、 前記スラブ部に光を閉じ込めることができるように、前
   記スラブ部よりも高い屈折率を有する材料から成る基板
   とを含む、請求項１に記載の光分岐器。
5. 【請求項５】 前記スラブ部は、平板状であって、前記
   入力側光伝送部材および複数の前記出力側光伝送部材の
   光軸とそれぞれ平行であり、前記分岐部における前記後
   面にも露出部を有していることを特徴とする、請求項４
   に記載の光分岐器。
6. 【請求項６】 前記スラブ部のスラブ長は、前記入力側
   光伝送部材の光軸と複数の前記出力側光伝送部材の光軸
   との距離と、前記スラブ部の屈折率と、前記基板の屈折
   率と、複数の前記カバー部の屈折率とに基づいて、最適
   な値が選ばれることを特徴とする、請求項５に記載の光
   分岐器。
7. 【請求項７】 前記スラブ部は、平板状であって互いに
   垂直に交差し、前記入力側光伝送部材および複数の前記
   出力側光伝送部材の光軸とそれぞれ平行であって、前記
   分岐部における前記後面にも露出部を有する第１および
   第２のスラブ部を含む、請求項４に記載の光分岐器。
8. 【請求項８】 前記第１および第２のスラブ部のスラブ
   長は、前記入力側光伝送部材の光軸と対応する複数の前
   記出力側光伝送部材の光軸との距離と、前記第１および
   第２のスラブ部の屈折率と、前記基板の屈折率と、複数
   の前記カバー部の屈折率とに基づいて、最適な値が選ば
   れることを特徴とする、請求項７に記載の光分岐器。
9. 【請求項９】 前記分岐部は、一端が前記スラブ部と接
   合され、他端が一意に対応する前記出力側光伝送部材と
   接して、その内部に光を伝播する複数の導波路コアをさ
   らに含み、 複数の前記導波路コアの光軸は、前記入力側光伝送部材
   からの入射光の光軸に平行であってかつ所定の距離だけ
   離れていることを特徴とする、請求項４に記載の光分岐
   器。
10. 【請求項１０】 前記スラブ部は、平板状であって、前
    記入力側光伝送部材および複数の前記出力側光伝送部材
    の光軸とそれぞれ平行であり、 複数の前記導波路コアは、前記カバー部に接する面に露
    出面を有し、前記スラブ部の平板面両面とそれぞれ面一
    である２つの面を有する第１および第２の導波路コアを
    含む、請求項９に記載の光分岐器。
11. 【請求項１１】 前記スラブ部のスラブ長は、前記入力
    側光伝送部材の光軸と複数の前記出力側光伝送部材の光
    軸との距離と、前記スラブ部の屈折率と、前記基板の屈
    折率と、複数の前記カバー部の屈折率とに基づいて、最
    適な値が選ばれることを特徴とする、請求項１０に記載
    の光分岐器。
12. 【請求項１２】 前記スラブ部は、平板状であって互い
    に垂直に交差して、前記入力側光伝送部材および複数の
    前記出力側光伝送部材の光軸とそれぞれ平行な第１およ
    び第２のスラブ部を含み、 複数の前記導波路コアは、 対応する前記カバー部に接する面に露出面を有して、前
    記第１のスラブ部の平板面両面とそれぞれ面一である２
    つの面を有する第１および第２の導波路コアと、 対応する前記カバー部に接する面に露出面を有して、前
    記第２のスラブ部の平板面両面とそれぞれ面一である２
    つの面を有する第３および第４の導波路コアとを含む、
    請求項９に記載の光分岐器。
13. 【請求項１３】 前記第１および第２のスラブ部のスラ
    ブ長は、前記入力側光伝送部材の光軸と対応する複数の
    前記出力側光伝送部材の光軸との距離と、前記第１およ
    び第２のスラブ部の屈折率と、前記基板の屈折率と、複
    数の前記カバー部の屈折率とに基づいて、最適な値が選
    ばれることを特徴とする、請求項７に記載の光分岐器。
14. 【請求項１４】 所定の使用環境温度の範囲内における
    前記第１および第２の導波路の屈折率および前記基板の
    屈折率は、対応する前記出力側光伝送部材との光結合ロ
    スを許容することができる最低屈折率差以上の屈折率差
    を生じるように選ばれることを特徴とする、請求項９に
    記載の光導波路。
15. 【請求項１５】 前記屈折率差は、前記第１および第２
    の導波路の中心軸に対する垂直断面における前記第１お
    よび第２の導波路の高さおよび幅に関連して選ばれるこ
    とを特徴とする、請求項１４に記載の光導波路。
16. 【請求項１６】 前記屈折率差は、前記第１および第２
    の導波路の中心軸に対する垂直断面における前記第１お
    よび第２の導波路の高さおよび幅の平均値に関連して選
    ばれることを特徴とする、請求項１４に記載の光導波
    路。