JP2011197633A - 光導波路コリメータおよび光スイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コリメータレンズを保持する部材が脱離しにくい光導波路コリメータおよびこれを用いた光スイッチ装置を提供すること。
【解決手段】光ファイバ１の光出射端面１ａと同一面上にある光出射面２１と、接着領域面２２とを有する光ファイバ固定基材２と、光ファイバ１の光出射端面１ａ側に配置されたコリメータレンズ４と、コリメータレンズ４を保持し、光ファイバ１の光出射端面１ａとコリメータレンズ４とを所定距離に維持するためのレンズ保持部材３と、を備え、レンズ保持部材３は接着領域面２２に接着固定されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、光ファイバ等の光導波路の光出射端面側にコリメータレンズを配置した光導波路コリメータおよびこれを用いた光スイッチ装置に関するものである。

光導波路、たとえば光ファイバから出射された光は、光ファイバの開口数に応じてそのビーム径が広がりながら空間を伝播する。そのため、特に空間結合系においては、光ファイバの光出射端面側にコリメータレンズを配置して、出射光を平行光にするか集光し、出射光を取り扱いやすいようにしている。

光ファイバの光出射端側にコリメータレンズを配置する場合、光ファイバの光出射端面とコリメータレンズとの間に、光ファイバの開口数やコリメータレンズの焦点距離に応じた最適な離隔距離（たとえば、０．１〜数ｍｍ程度）を設ける必要がある。この離隔距離を設けるために、光ファイバとコリメータレンズとの間に、コリメータレンズを保持する部材として、ガラス板からなるスペーサを配置する方法がある（例えば特許文献１参照）。

図１６は、従来の光ファイバコリメータの模式的な斜視図である。この光ファイバコリメータ７０は、アレイ状に配列した光ファイバ１を挿通固定する光ファイバ固定基材２と、光ファイバ固定基材２の光出射面２ｄに主面７３ａにおいて接合されたガラス板からなるスペーサ７３と、スペーサ７３の他の主面７３ｂに接合されたコリメータレンズ４とを備えている。

この光ファイバコリメータ７０は、スペーサ７３の厚さによって、コリメータレンズ４と光ファイバ１の光出射端面との最適な離隔距離を確保している。

なお、光ファイバ固定基材２の光出射面２ｄにスペーサ７３を接合する際、およびスペーサ７３にコリメータレンズ４を接合する際には、接着剤を使用するのが簡単、低コストであり、小型化も可能である。また、一般に、光ファイバ１の光出射端面には、端面反射を防止するために反射防止膜であるＡＲ（Anti-Reflection）コートを形成する。光ファイバ１の光出射端面にこのＡＲコートを形成するには、光ファイバ１の光出射端面と、この面と面一になっている光ファイバ固定基材２の光出射面２ｄ全体とにＡＲコートを形成するのが簡単である。また、ＡＲコートは、光ファイバ固定基材２とスペーサ７３との接合面である主面７３ａおよび、コリメータレンズ４とスペーサ７３との接合面である主面７３ｂにも形成することが好ましい。

特開２００８−４０４４７号公報

しかしながら、図１６に示されるような従来の光ファイバコリメータ７０では、外力や熱膨張収縮等に伴う内部応力によりスペーサ７３に負荷が掛かる等の理由によって、スペーサ７３が光ファイバ固定基材２から脱離する場合がある。ＡＲコートは、誘電体膜を多層に積んだものであり、特に剥がれ易い。従って、光ファイバ固定基材２の光出射面２ｄもしくはスペーサ７３の主面７３ａの表面のＡＲコートが剥がれることによって、スペーサ７３が光ファイバ固定基材２から脱離しやすい。この場合、スペーサ７３が接着されていた光出射面２ｄと、光出射面２ｄとは面一になっている光ファイバ１の光出射端面とが、接着剤を介して脱離の衝撃を受けてしまい、損傷を受ける場合があるという問題がある。特に、光ファイバ１の光出射端面および光出射面２ｄの全体にＡＲコートを形成している場合には、スペーサ７３の脱離によってＡＲコートが剥離するなどの損傷を受けてしまうため、その修復が困難であるという問題がある。

また、図１６に示した従来の光ファイバコリメータ７０では、スペーサ７３の主面７３ａおよび主面７３ｂにＡＲコートを形成するのが好ましいが、ＡＲコートを形成すると高価になってしまうという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コリメータレンズを保持する部材が脱離しにくく、ＡＲコートの破損を防止した光導波路コリメータおよびこれを用いた光スイッチ装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る光導波路コリメータは、光導波路の光出射端面を有する光出射面と、該光出射面と区画された接着領域面とを有する光導波路基材と、前記光導波路の光出射端面側に配置されたコリメータレンズと、前記コリメータレンズを保持し、前記光導波路基材の前記接着領域面に接着固定されるレンズ保持部材と、を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る光導波路コリメータは、上記の発明において、前記レンズ保持部材は、前記光出射端面と前記コリメータレンズとを所定距離に維持するためのスペーサ部と、前記接着領域面に接着固定するための接合部と、を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る光導波路コリメータは、上記の発明において、前記光導波路は、光ファイバであり、前記光導波路基材は、該光導波路基材の光出射面と前記光ファイバの光出射端面とが面一になるように形成されたものであることを特徴とする。

また、本発明に係る光導波路コリメータは、上記の発明において、前記レンズ保持部材は、前記光導波路の光出射端面から出力する光を通過させるための孔を有することを特徴とする。

また、本発明に係る光導波路コリメータは、上記の発明において、前記レンズ保持部材はガラスもしくはマシナブルセラミックスからなることを特徴とする。

また、本発明に係る光導波路コリメータは、上記の発明において、前記光導波路の光出射端面に反射防止膜が形成されていることを特徴とする。

また、本発明に係る光導波路コリメータは、上記の発明において、前記光導波路の光出射端面を含む前記光導波路基材の光出射面に反射防止膜が形成されていることを特徴とする。

また、本発明に係る光導波路コリメータは、上記の発明において、アレイ状に配列した複数の前記光導波路と、該各光導波路に対応させて配置された複数の前記コリメータレンズとを備えることを特徴とする。

また、本発明に係る光導波路コリメータは、上記の発明において、前記コリメータレンズは前記レンズ保持部材に接着剤で接着され、前記レンズ保持部材の前記コリメータレンズを配置する領域の周りに接着剤収納溝が形成されていることを特徴とする。

また、本発明に係る光スイッチ装置は、上記の発明のいずれか一つに記載の光導波路コリメータを備えることを特徴とする。

本発明によれば、コリメータレンズを保持する部材が脱離しにくいという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態１に係る光ファイバコリメータの模式的な斜視図である。 図２は、実施の形態１に係る光ファイバコリメータの分解斜視図である。 図３は、実施の形態１に係る光ファイバコリメータにおけるコリメータレンズを取り付ける部分の拡大斜視図である。 図４は、図１のIV−IV断面図である。 図５は、実施の形態１に係る光ファイバコリメータにおけるコリメータレンズを取り付ける部分の拡大断面図である。 図６は、実施の形態２に係る光ファイバコリメータの模式的な斜視図である。 図７は、図６に示す光ファイバコリメータの光ファイバ固定基材のＡ矢視図である。 図８は、図６に示す光ファイバコリメータの、或る光ファイバに沿った一部断面図である。 図９は、実施の形態２の変形例を示す光ファイバコリメータの模式的な斜視図である。 図１０は、実施の形態３に係る光ファイバコリメータの模式的な斜視図である。 図１１は、実施の形態４に係る光ファイバコリメータの模式的な斜視図である。 図１２は、実施の形態５に係る光ファイバコリメータの模式的な斜視図である。 図１３は、実施の形態６に係る光ファイバコリメータの模式的な斜視図である。 図１４は、実施の形態７に係る光スイッチ装置の構成を示すブロック図である。 図１５は、図１４に示す光スイッチ装置の動作を説明する説明図である。 図１６は、従来の光ファイバコリメータの模式的な斜視図である。

以下に、図面を参照して本発明に係る光導波路コリメータおよび光スイッチ装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、各図面において、同一または対応する要素には適宜同一の符号を付している。さらに、図面は模式的なものであり、各層の厚みと幅との関係、各層の比率などは、現実のものとは異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る光導波路コリメータである光ファイバコリメータ８０の模式的な斜視図であり、図２は光ファイバコリメータ８０の分解斜視図、図３はコリメータレンズを取り付ける部分の拡大斜視図、図４は図１のIV−IV断面図、図５はコリメータレンズを取り付ける部分の拡大断面図である。

図１に示すように、この光ファイバコリメータ８０は、アレイ状に配列した複数の光ファイバ１と、光ファイバ１を固定する光導波路基材としての光ファイバ固定基材２と、光ファイバ１と対応させて配置された複数のコリメータレンズ４と、コリメータレンズ４を保持するレンズ保持部材３と、を備えている。

光ファイバ固定基材２は、直方体形状の部材である。この光ファイバ固定基材２の材質は特に限定されず、例えば、ガラス、金属、セラミックス、樹脂などで形成することができる。特に、光ファイバ固定基材２をマシナブルセラミックスからなるものとすれば、切削加工等の機械加工がし易く、熱膨張係数がたとえば約９×１０^−６／℃程度と、ガラスの熱膨張係数（約７×１０^−６／℃程度）と同程度に小さいので好ましい。マシナブルセラミクスについては、例えばマコール（登録商標）などがある。また、樹脂としては、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などを用いることができる。図２に示すように、光ファイバ固定基材２の一方（図２中ｚ方向の一方）の端面には、他方の端面に向けて貫通する光ファイバ挿入孔２３が形成された光出射面２１を有する。この光ファイバ固定基材２の一方の端面において、光出射面２１のｙ方向の両側には、区画溝２４を介して一対の接着領域面２２が形成されている。すなわち、これら一対の接着領域面２２は、区画溝２４を介して光出射面２１を挟んでいる。

光ファイバ固定基材２は、光ファイバ１の光出射端面１ａと光出射面２１とが面一となるように光ファイバ１が固定されている。すなわち、光出射面２１は光出射端面１ａと同一面上にある。また、図５に示すように、光出射端面１ａを含めた光出射面２１には、たとえば誘電体多層膜からなるＡＲコート５が形成されている。

また、図２に示すように、光ファイバ固定基材２の光出射面２１の周縁部には、複数の位置決め穴２５が形成されている。この位置決め穴２５には、位置決めピン２６が差し込まれるようになっている。

図１および図２に示すように、光ファイバ固定基材２には、光ファイバ挿入孔２３に干渉しないように、図２に示すｘ方向に沿って一対の取付用貫通孔２７が形成されている。これら取付用貫通孔２７には、図１に示すように、固定用ネジ７が挿入されて、図示しない被取り付け部へ固定用ネジ７を螺合させることにより、光ファイバ固定基材２を固定するようになっている。

また、図２に示すように、光ファイバ固定基材２における接着領域面２２には、接着剤６が塗布され、上記したレンズ保持部材３の対応する領域と接着される。なお、レンズ保持部材３には、上記した光ファイバ固定基材２の位置決め穴２５と対応する位置に、位置決め穴３３が形成されている。これら位置決め穴３３には、位置決めピン２６が差し込まれることにより、レンズ保持部材３の位置決めがなされるようになっている。

図２〜４に示すように、レンズ保持部材３は、光ファイバ固定基材２の光ファイバ挿入孔２３に対応する位置に、光ファイバ１の光出射端面１ａから出力される光を通過させるための複数の光通過孔３１が形成されている。レンズ保持部材３における光ファイバ固定基材２と接合する面と反対側の面には、光通過孔３１の外側を矩形状の輪郭を取るように形成された接着剤収納溝３２が形成されている。図２に示すように、接着剤収納溝３２で囲まれた領域には、それぞれコリメータレンズ４が接着されている。なお、図３は、光通過孔３１を取り囲む矩形状の領域の四隅に接着剤６Ａを塗布してコリメータレンズ４を貼り合わせる状態を示す斜視図である。このように光通過孔３１を取り囲むように接着剤収納溝３２を形成したことにより、図５に示すように、余剰な接着剤６Ａが接着剤収納溝３２に流れ込み他のコリメータレンズ４を接着すべき領域に流入することが防止される。したがって、コリメータレンズ４を汚損することや互いに隣接するコリメータレンズ４同士を接着固定してしまうことや接着剤６Ａによりコリメータレンズ４が傾いたり浮いたりすることなどを防止できる。特に、本実施の形態では、コリメータレンズ４が傾いたり浮いたりすることにより、光学系の位置精度が低下することを防止できる。

また、近年、光ファイバコリメータを用いた光スイッチ（波長選択スイッチ）では、コリメータレンズアレイのピッチを小さくすることが望まれている。その理由は、コリメータレンズアレイのピッチを小さくすることにより、光スイッチのスイッチ角度が小さくてすみ、光軸近くを通るほうがレンズの収差の影響が小さくなり、光スイッチの小型化が図り易くなるからである。本実施の形態では、接着剤６Ａを収納する接着剤収納溝３２を形成しているため、隣接するコリメータレンズ４の接着領域に接着剤６Ａが及んで隣接するコリメータレンズ４を接着する際に、コリメータレンズ４が浮いたり傾いたりすることを防止できる。したがって、本実施の形態では、コリメータレンズ４の狭ピッチ化を進めることができる。なお、図５は、コリメータレンズ４を接着した部分を図２に示すｙ方向に切断した状態を示す部分断面図である。

なお、本実施の形態における接着剤収納溝３２の縁部は断面直角形状であるが、断面アール形状やテーパ状とするなど面取りをすることにより、接着剤６Ａを接着剤収納溝３２へより流し込み易くすることができる。

図４および図５に示すように、レンズ保持部材３は、その厚さによって、コリメータレンズ４と光ファイバ１の光出射端面１ａとの最適な離隔距離を確保している。この離隔距離は、たとえばコリメータレンズ４の焦点距離程度に設定される。この場合、光ファイバ１を伝搬してきた光は、光出射端面１ａから出射されると、コリメータレンズ４によってコリメートされて、平行光として外部に出射される。

ここで、レンズ保持部材３は、光ファイバ固定基材２の接着領域面２２に塗布された接着剤６により接着固定されている。しかし、レンズ保持部材３は、ＡＲコート５が形成された光ファイバ固定基材２の光出射面１ａに当接しているが、接着はされていない状態となっている。

このように、この光ファイバコリメータ８０は、レンズ保持部材３と光ファイバ固定基材２とが、光出射面２１以外の面である接着領域面２２において接着されており、ＡＲコート５が形成される光出射端面１ａおよび光出射面２１においては接着されておらず、当接しているのみである。また、光出射端面１ａにＡＲコートをする際、接着領域面２２はＡＲコートをされないようにマスクをしておくとよい。それらの結果、外力や内部応力によりレンズ保持部材３がＡＲコート５を引っ張って、ＡＲコート５を剥がしたりして損傷を与えることがない。また、ＡＲコート５が剥離することでレンズ保持部材３が脱離することがない。

なお、レンズ保持部材３の材質は特に限定されず、たとえば、ガラス、金属、セラミックス、樹脂などを用いることができる。特に、レンズ保持部材３をマシナブルセラミックスからなるものとすれば、切削加工等の機械加工がし易く、熱膨張係数がたとえば約９×１０^−６／℃程度と、ガラスの熱膨張係数（約７×１０^−６／℃程度）と同程度に小さいので好ましい。マシナブルセラミクスについては、例えばマコール（登録商標）などがある。また、樹脂としては、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などを用いることができる。

また、特に、このレンズ保持部材３は、光ファイバ１の光出射端面１ａから出力する光を通過させるための光透過孔３１を有する。したがって、レンズ保持部材３の材質は透明でなくてもよく、かつ、コリメータレンズ４が保持された面にＡＲコートを形成する必要はない。

以上説明したように、本実施の形態１に係る光ファイバコリメータ８０は、コリメータレンズ４のためのレンズ保持部材３が脱離しにくいものである。また、ＡＲコート５を設ける箇所を削減することができるため、低コスト化を実現できる。さらに、接着面にＡＲコート５がないため、信頼性を高めることができる。

なお、上記において、接着剤６に換えて粘着シート等の他の接着手段を用いてもよい。

（実施の形態２）
図６は、実施の形態２に係る光導波路コリメータである光ファイバコリメータの模式的な斜視図である。図６に示すように、この光ファイバコリメータ１０は、アレイ状に配列した複数の光ファイバ１と、光ファイバ１を固定する光導波路基材としての光ファイバ固定基材２と、光ファイバ１と対応させて配置された複数のコリメータレンズ４と、スペーサ部１３ａにおいてコリメータレンズ４を保持するレンズ保持部材１３と、を備えている。

図７は、図６に示す光ファイバコリメータ１０の光ファイバ固定基材２のＡ矢視図である。図７に示すように、光ファイバ固定基材２は、Ｖ溝２ｂが形成された基部２ａと、基部２ａ上に固定される蓋部２ｃとからなる。この光ファイバ固定基材２は、Ｖ溝２ｂに光ファイバ１を載置し、蓋部２ｃによって光ファイバ１を軽く押さえた状態で固定している。

この光ファイバ固定基材２の材質は特に限定されず、たとえば、ガラス、金属、セラミックスとすることができる。

なお、光ファイバ固定基材２は、図７に示すようなＶ溝２ｂを用いた構造のものに限られず、たとえば貫通孔が形成され、光ファイバ１をその貫通孔に挿通して固定する構造のものでもよい。

つぎに、図８は、図６に示す光ファイバコリメータ１０の、或る光ファイバ１に沿った一部断面図である。図８に示すように、光ファイバ固定基材２は、光出射面２ｄと、接着領域面としての、光出射面２ｄと垂直をなす側面２ｅとを有している。また、光ファイバ固定基材２は、光ファイバ１の光出射端面１ａと光出射面２ｄとが面一となるように光ファイバ１を固定している。すなわち、光出射面２ｄは光出射端面１ａと同一面上にある。また、光出射端面１ａを含めた光出射面２ｄには、たとえば誘電体多層膜からなるＡＲコート５が形成されている。

また、レンズ保持部材１３は、その断面がＬ字形状を有しており、スペーサ部１３ａの側面１３ｂと、接合部としての接合面１３ｃとを有している。また、スペーサ部１３ａは孔１３ｄを有している。また、レンズ保持部材１３は、接着剤等による接合によってコリメータレンズ４を保持している。このレンズ保持部材１３は、スペーサ部１３ａの厚さによって、コリメータレンズ４と光ファイバ１の光出射端面１ａとの最適な離隔距離を確保している。この離隔距離は、たとえばコリメータレンズ４の焦点距離程度に設定される。この場合、光ファイバ１を伝搬してきた光Ｌ１は、光出射端面１ａから出射されると、コリメータレンズ４によってコリメートされて、平行光Ｌ２として外部に出射される。

ここで、レンズ保持部材１３は、その接合面１３ｃにおいて、光ファイバ固定基材２の側面２ｅと、接着剤６により接合固定されている。一方、スペーサ部１３ａの側面１３ｂは、ＡＲコート５が形成された光ファイバ固定基材２の光出射面２ｄに当接しているが、接着はされていない状態となっている。

このように、この光ファイバコリメータ１０は、レンズ保持部材１３と光ファイバ固定基材２とが、光出射面２ｄ以外の側面である側面２ｅにおいて接着されており、ＡＲコート５が形成される光出射端面１ａおよび光出射面２ｄにおいては接着されておらず、当接しているのみである。その結果、外力や内部応力によりレンズ保持部材１３がＡＲコート５を引っ張って、ＡＲコート５を剥がしたりして損傷を与えることがない。また、ＡＲコート５が剥離することでレンズ保持部材１３が脱離することがない。

なお、レンズ保持部材１３の材質は特に限定されず、たとえば、ガラス、金属、セラミックスとすることができる。特に、レンズ保持部材１３をマシナブルセラミックスからなるものとすれば、切削加工等の機械加工がし易く、熱膨張係数がたとえば約９×１０^−６／℃程度と、ガラスの熱膨張係数（約７×１０^−６／℃程度）と同程度に小さいので好ましい。マシナブルセラミクスについては、例えばマコール（登録商標）などがある。

また、特に、このレンズ保持部材１３は、スペーサ部１３ａにおいて、図８に示すように光ファイバ１の光出射端面１ａから出力する光を通過させるための孔１３ｄを有する。したがって、レンズ保持部材１３の材質は透明でなくてもよく、かつ、コリメータレンズ４が保持されたスペーサ部１３ａの側面にＡＲコートを形成する必要はない。

以上説明したように、本実施の形態２に係る光ファイバコリメータ１０は、コリメータレンズ４のためのレンズ保持部材１３が脱離しにくいものである。また、スペーサ部１３ａの側面１３ｂにＡＲコートを形成する必要がないものである。

なお、上記において、接着剤６に換えて粘着シート等の他の接合手段を用いてもよい。

（実施の形態２の変形例）
図９は、上記した実施の形態２の変形例に係る光ファイバコリメータ１０Ａを示す斜視図である。この変形例は、レンズ保持部材１３のスペーサ部１３ａにおいてコリメータレンズ４を貼り付ける領域（円形領域）の周りに接着剤収納溝１３ｅを形成した点が上記した実施の形態２と異なるのみで、他の構成は、実施の形態２の光ファイバコリメータ１０と同様である。なお、この変形例においては、接着剤収納溝１３ｅは、コリメータレンズ４を貼り付ける領域の輪郭の直ぐ外側に、この輪郭に沿って形成されていることが好ましいが、この輪郭と接着剤収納溝との距離が常に一定である必要はない。

この変形例によれば、コリメータレンズ４を接着する余剰な接着剤が接着剤収納溝１３ｅに流れ込み、コリメータレンズ４を汚損することを防止できる。したがってコリメータレンズ４同士の間に接着剤収納溝１３ｅを流れ込ませることにより、コリメータレンズ４同士の間隔を大きくとる必要がなくなり、狭ピッチ化を進めることができる。また、互いに隣接するコリメータレンズ４同士を接着固定してしまうことや、隣接するコリメータレンズ４を接着する領域に接着剤が付着して、コリメータレンズ４が傾いたり浮いたりすることによる光学系の位置精度の低下を防止できる。

（実施の形態３）
つぎに、本発明の実施の形態３について説明する。図１０は、本実施の形態３に係る光ファイバコリメータの模式的な斜視図である。図１０に示すように、この光ファイバコリメータ２０は、図６に示した光ファイバコリメータ１０において、レンズ保持部材１３を断面がコの字形状のレンズ保持部材２３に置き換えた構成を有するものである。

このレンズ保持部材２３は、光ファイバ固定基材２の側面２ｅ、２ｆと、接合面２３ｂ、２３ｃにおいて接着剤によって接合しており、スペーサ部２３ａは光ファイバ固定基材２の光出射面２ｄとは接合していない。したがって、レンズ保持部材２３が脱離しにくい構成となっている。

（実施の形態４）
つぎに、本発明の実施の形態４について説明する。図１１は、本実施の形態４に係る光ファイバコリメータの模式的な斜視図である。図１１に示すように、この光ファイバコリメータ３０は、図１に示した光ファイバコリメータ１０において、レンズ保持部材１３を断面がコの字形状のレンズ保持部材３３に置き換えた構成を有するものである。

このレンズ保持部材３３は、断面がコの字形状である点は図１０に示すレンズ保持部材２３と同じである。しかしながら、レンズ保持部材３３は、光ファイバ固定基材２の他の側面２ｇ、２ｈと、接合面３３ｂ、３３ｃにおいて接着剤によって接着させており、スペーサ部３３ａは光ファイバ固定基材２の光出射面２ｄとは接着されていないものである。この光ファイバコリメータ３０も、レンズ保持部材３３が脱離しにくい構成となっている。

（実施の形態５）
つぎに、本発明の実施の形態５について説明する。図１２は、本実施の形態５に係る光ファイバコリメータの模式的な斜視図である。図１２に示すように、この光ファイバコリメータ４０は、図６に示した光ファイバコリメータ１０において、レンズ保持部材１３をレンズ保持部材４３に置き換えた構成を有するものである。

このレンズ保持部材４３は、不図示のコリメータレンズを保持しているスペーサ部４３ａから突出した、接合部としてのコの字形状の４つの嵌合部材４３ｂを有している。そして、レンズ保持部材４３は、この嵌合部材４３ｂが形成する枠に光ファイバ固定基材２が嵌められた状態で、嵌合部材４３ｂに塗布された接着剤によって、光ファイバ固定基材２に接着されている。この光ファイバコリメータ４０も、レンズ保持部材４３が脱離しにくい構成となっている。

（実施の形態６）
上記実施の形態は、光ファイバ１をアレイ状に配列したものであるが、光ファイバ１の数は限定されない。つぎに説明する本発明の実施の形態６は、光ファイバが１本のものである。

図１３は、実施の形態６に係る光ファイバコリメータの模式的な斜視図である。図１３に示すように、この光ファイバコリメータ５０は、１本の光ファイバ１と、光ファイバ１を固定する光ファイバ固定基材５２と、光ファイバ１と対応させて配置された１つのコリメータレンズ４と、スペーサ部５３ａにおいてコリメータレンズ４を保持するレンズ保持部材５３と、を備えている。

このレンズ保持部材５３は、光ファイバ固定基材５２の側面５２ｂと、接合面５３ｂにおいて接着剤によって接着されており、スペーサ部５３ａは光ファイバ固定基材５２の光出射面５２ａとは接着されていない。この光ファイバコリメータ５０も、レンズ保持部材５３が脱離しにくい構成となっている。

なお、上記実施の形態３〜６において、光ファイバ固定基材およびレンズ保持部材の材質については、上述した実施の形態１および実施の形態２の場合と同様である。

（実施の形態７）
つぎに、本発明の実施の形態７に係る光スイッチ装置について説明する。本実施の形態７に係る光スイッチ装置は、入力した波長多重光信号から所定の波長の光信号を選択し、その光信号の波長ごとに経路を切り換えて出力する波長選択光スイッチ装置である。

図１４は、本実施の形態７に係る光スイッチ装置の構成を示すブロック図である。図１４に示すように、この光スイッチ装置１００は、光ファイバの各々が異なる経路の光ファイバ伝送路に接続した、図６に示す実施の形態２に係る光ファイバコリメータ１０と、光ファイバコリメータ１０に対して順次配置された、アナモルフィックプリズムペア６１と、回折格子６２と、集光レンズ６３と、λ／４波長板６４と、たとえばＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems、微小電気機械システム）から構成され、アレイ状に配置された３つの可動式ミラー６５〜６７とを備えている。さらに、この光スイッチ装置１００は、３つの可動式ミラー６５〜６７を制御するためのモニタ素子６８と制御回路６９とを備えている。なお、実際には回折格子６２において光路は曲げられるので、アナモルフィックプリズムペア６１から可動式ミラー６５〜６７までの各素子は回折格子６２の前後で角度を持って配置されるが、図１４においては、簡略化のために直列に配置して示している。

つぎに、光スイッチ装置１００の動作について説明する。図１５は、図１４に示す光スイッチ装置１００の動作を説明する説明図である。なお、図１５は、光スイッチ装置１００を図１４の方向とは垂直の方向（上方）から見た図である。はじめに、光ファイバコリメータ１０は、或る光ファイバ伝送路を伝送して光ファイバ１から入力した波長多重光信号ＯＳ１を平行光としてアナモルフィックプリズムペア６１に出力する。アナモルフィックプリズムペア６１は、波長多重光信号ＯＳ１のビーム径を、回折格子６２の格子の配列方向に広げて、波長多重光信号ＯＳ１が多くの格子に当たるように、波長選択の分解能を高めるようにしている。回折格子６２は、入射した波長多重光信号ＯＳ１に含まれる所定の波長の光信号ＯＳ１ａを所定の角度に出力する。集光レンズ６３は、λ／４波長板６４を通して、光信号ＯＳ１ａを可動式ミラー６５に集光する。

可動式ミラー６５はそのミラー面によって、集光した光信号ＯＳ１ａを反射させる。このときの反射光は、反射光信号ＯＳ２として、λ／４波長板６４、集光レンズ６３、回折格子６２、アナモルフィックプリズムペア６１を順次経由して、光ファイバコリメータ１０の所望の光ファイバ１へと入力し、この光ファイバ１に接続した光ファイバ伝送路へと出力する。なお、λ／４波長板６４は、光信号ＯＳ１ａと反射光信号ＯＳ２との光の偏光状態が互いに直交するように、その偏光状態を変化させる。これによって、アナモルフィックプリズムペア６１および回折格子６２の偏波依存性を補償するようにしている。

また、回折格子６２は、波長多重光信号ＯＳ１に含まれる他の所定の波長の光信号ＯＳ１ｂ、ＯＳ１ｃをそれぞれ他の所定の角度に出力する。各光信号ＯＳ１ｂ、ＯＳ１ｃは、それぞれ可動式ミラー６６、６７で反射され、反射光信号ＯＳ３または反射光信号ＯＳ４として、λ／４波長板６４、集光レンズ６３、回折格子６２、アナモルフィックプリズムペア６１を順次経由して、それぞれ光ファイバコリメータ１０の所望の光ファイバ１へと入力し、この光ファイバ１に接続した光ファイバ伝送路へと出力する。

ここで、可動式ミラー６５〜６７は、モニタ素子６８が反射光信号ＯＳ２〜ＯＳ４の一部を分岐した光の波長および強度をモニタし、このモニタの結果をもとに可動式ミラー６５〜６７の各ミラー部を独立に可動させることによって、それぞれの反射光信号ＯＳ２〜ＯＳ４の反射角度が最適になるように制御される。反射光信号ＯＳ２〜ＯＳ４の分岐は、たとえば光ファイバコリメータ１０の一部に分岐カプラを設けたり、光スイッチ装置１００内の適当な位置に分岐用のミラーを設けたりすることによって行うことができる。なお、モニタ素子６８は、たとえばＡＷＧ（Arrayed Waveguide Grating）素子と複数のフォトダイオードとから構成される。

この光スイッチ装置１００は、実施の形態２に係る光ファイバコリメータ１０を備えているので、容易に元の状態に修復できるものとなる。

なお、上記実施の形態では、光導波路が光ファイバである場合について示したが、光導波路基材がＰＬＣ（Planar Lightwave Circuit：平面光波回路）であって、光導波路はこのＰＬＣに形成されたものであってもよい。

また、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上記各実施形態の各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。たとえば、実施の形態７に係る光スイッチ装置に、実施の形態１、実施の形態２の変形例、実施の形態３〜６に係る光ファイバコリメータを適用してもよい。

また、上記実施の形態３〜６に係る光ファイバコリメータにおいて、上記実施の形態２の変形例で形成された接着剤収納溝１３ｅと同様の接着剤収納溝をコリメータレンズの配置領域の周りに形成してもよい。

１ 光ファイバ
１ａ 光出射端面
２、５２ 光ファイバ固定基材
２ａ 基部
２ｂ Ｖ溝
２ｃ 蓋部
２ｄ、５２ａ 光出射面
２ｅ〜２ｈ、１３ｂ、５２ｂ 側面
３ レンズ保持部材
４ コリメータレンズ
５ ＡＲコート
６ 接着剤
６Ａ 接着剤
７ 固定用ネジ
１０〜５０、７０、８０ 光ファイバコリメータ
１３〜５３ レンズ保持部材
１３ａ〜５３ａ スペーサ部
１３ｃ、２３ｂ、２３ｃ、３３ｂ、３３ｃ、５３ｂ 接合面
１３ｄ 孔
２１ 光出射面
２２ 接着領域面
２３ 光ファイバ挿入孔
２４ 区画溝
２５ 位置決め穴
２６ 位置決めピン
２７ 取付用貫通孔
３１ 光通過孔
３２ 接着剤収納溝
３３ 位置決め穴
４３ｂ 嵌合部材
６１ アナモルフィックプリズムペア
６２ 回折格子
６３ 集光レンズ
６４ λ／４波長板
６５〜６７ 可動式ミラー
６８ モニタ素子
６９ 制御回路
７３ スペーサ
７３ａ、７３ｂ 主面
１００ 光スイッチ装置
Ｌ１ 光
Ｌ２ 平行光
ＯＳ１ 波長多重光信号
ＯＳ１ａ〜ＯＳ１ｃ 光信号
ＯＳ２〜ＯＳ４ 反射光信号

Claims (10)

1. 光導波路の光出射端面を有する光出射面と、該光出射面と区画された接着領域面とを有する光導波路基材と、
   前記光導波路の光出射端面側に配置されたコリメータレンズと、
   前記コリメータレンズを保持し、前記光導波路基材の前記接着領域面に接着固定されるレンズ保持部材と、
   を備えることを特徴とする光導波路コリメータ。
2. 前記レンズ保持部材は、前記光出射端面と前記コリメータレンズとを所定距離に維持するためのスペーサ部と、前記接着領域面に接着固定するための接合部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の光導波路コリメータ。
3. 前記光導波路は、光ファイバであり、前記光導波路基材は、該光導波路基材の光出射面と前記光ファイバの光出射端面とが面一になるように形成されたものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光導波路コリメータ。
4. 前記レンズ保持部材は、前記光導波路の光出射端面から出力する光を通過させるための孔を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の光導波路コリメータ。
5. 前記レンズ保持部材はガラスもしくはマシナブルセラミックスもしくは樹脂からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光導波路コリメータ。
6. 前記光導波路の光出射端面に反射防止膜が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の光導波路コリメータ。
7. 前記光導波路の光出射端面を含む前記光導波路基材の光出射面に反射防止膜が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の光導波路コリメータ。
8. アレイ状に配列した複数の前記光導波路と、該各光導波路に対応させて配置された複数の前記コリメータレンズとを備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の光導波路コリメータ。
9. 前記コリメータレンズは前記レンズ保持部材に接着剤で接着され、前記レンズ保持部材の前記コリメータレンズを配置する領域の周りに接着剤収納溝が形成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の光導波路コリメータ。
10. 請求項１〜９のいずれか一つに記載の光導波路コリメータを備えることを特徴とする光スイッチ装置。

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