JP4824317B2

JP4824317B2 - フィルタ付レンズ、およびこれを用いた波長多重光カプラ

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Publication number: JP4824317B2
Application number: JP2005012115A
Authority: JP
Inventors: 拓伊藤
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 2005-01-19
Filing date: 2005-01-19
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2025-01-19
Also published as: JP2006201411A

Description

本発明は、エッジフィルタ等のフィルタ付レンズ、およびこれを用いた波長多重光カプラに関するものである。

従来、加入者と局の間のアクセス系に光通信を導入するＦＴＴｘ（Fiber To The x, x=Home ）用のネットワーク方式の一つにＰＯＮ（Passive Optical Network ）がある。こ
れには加入者から局への上り信号と局から加入者への下り信号に異なる波長の光を用いる。また、さらに異なる波長のアナログ信号（画像信号）を多重化して用いる場合がある。例えば、上り信号（Upstream Data ）に１３１０ｎｍ帯、下り信号（Downstream Data ）に１４９０ｎｍ帯または１５５０ｎｍ帯がそれぞれ用いられる。このため、局側と加入者側に設けるＯＬＴ（Optical Line Termination ）或いはＯＮＵ（Optical Network Unit ）にはそれぞれの波長の信号を分波・合波するための波長多重光カプラが必要となる。

上記のような目的に用いる波長多重光カプラとして、図１８に示すような構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この波長多重光カプラでは、２つの波長λ１，λ２を合分波するため、所定の透過波長帯域をもつ光学フィルタ２０６を用いる。λ１，λ２が多重化された光が入射光用光ファイバ２０１から入射し、レンズ２０４で平行光に変換されて光学フィルタ２０６に入射される。波長λ１の光は光学フィルタ２０６で反射され、レンズ２０４を介して第１の出射光用ファイバ２０２に結合される。波長λ２の光は光学フィルタ２０６を透過し、レンズ２０５により集光されて、第２の出射光用光ファイバ２０３に結合される。

この光カプラは、入射光用光ファイバ２０１を共通ポート、出射光用光ファイバ２０２を反射ポート、出射光用光ファイバ２０３を透過ポートとする３ポートカプラとも呼ばれる。３ポートカプラの内部構成としては、２本の光ファイバとコリメートレンズからなる２芯コリメータと、１本の光ファイバとコリメートレンズからなる単芯コリメータとの間に、バンドパスフィルタを挿入したタイプ（特許文献１）や、Ｙ字状に分岐する光導波路の分岐部にバンドパスフィルタを挿入したタイプ（特許文献２）等が知られている。

前者のタイプでコリメートレンズとして屈折率分布型ロッドレンズを用いると、このレンズは円柱状であり、光入出射面となる端面を平面とすることができるため、光学フィルタや光ファイバと組み合わせて組み立て易く、また小型化が可能である（例えば、特許文献３参照）。

光学フィルタとしては、所定波長帯の光のみ透過するバンドパスフィルタ、または所定波長を透過波長帯の端部（波長エッジ）とするエッジフィルタ（長波長透過型または短波長透過型がある）を用いることができる。
特開平１−２９５２１０号公報特開昭６３−３３７０７号公報特開２００３−２４０９６０号公報

ところで、上記特許文献３に記載された光カプラでは、各光学フィルタの反射光を利用するポートにおいては、アイソレーションが低い（通常１２ｄＢ程度）という問題は解決できない。これは、各光学フィルタの波長特性により反射される特定波長帯の反射光を利
用する場合、当該フィルタからの反射光中には、その特定波長帯の反射成分以外に、その波長特性に関係のない反射成分、つまり光学フィルタの入射面で反射される成分である残留反射成分が必ず存在するからである。

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、その目的は、偏波依存損失を低減し、波長特性におけるエッジ波長近傍でも偏波依存性を低減できるフィルタ付レンズを提供することにある。

また、本発明の別の目的は、高いアイソレーションを有しかつ小型で安価な、フィルタ付レンズを用いた波長多重光カプラを提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、複数の波長の光信号が多重化された入射光が１本の入射光用光ファイバから入射されたとき、前記入射光を波長毎の光信号に分離して、複数の出射光用光ファイバに振り分ける波長多重光カプラに用いる屈折率分布型ロッドレンズで構成されるフィルタ付レンズにおいて、前記屈折率分布型ロッドレンズは前記入射光用光ファイバから出射され第１面から入射する前記入射光を平行光に変換して第２面から出射し、前記屈折率分布型ロッドレンズの第２面に前記複数の波長のうち第１の波長の光を反射する第１の光学フィルタを形成し、該屈折率分布型ロッドレンズの斜め面である第１面に密着するように、該第１面上の入射光が通過する入射光通過領域には誘電体多層膜からなる反射防止膜のみを形成すると共に、該第１面上の前記第１の光学フィルタからの反射光が通過する出射光通過領域には誘電体多層膜からなり、第１の波長の光を透過しそれ以外の波長の光を反射する第２の光学フィルタのみを形成し、前記第２の光学フィルタは、高屈折率誘電体膜と低屈折率誘電体膜とが交互に多数積層された誘電体多層膜であり、前記高屈折率誘電体膜の光学膜厚と低屈折率誘電体膜の光学膜厚をそれぞれ３λ／４と３λ／４、λ／４と３λ／４、あるいは３λ／４とλ／４としたことを要旨とする。

これによれば、光学フィルタにおける偏波依存損失（ＰＤＬ）を低減でき、同光学フィルタの波長特性におけるエッジ波長近傍でも偏波依存性を低減することができる。
また、屈折率分布型ロッドレンズの斜め面である第１面に密着して該第１面上の前記第１の光学フィルタからの反射光が通過する出射光通過領域に形成された誘電体多層膜により構成される第２の光学フィルタにおける偏波依存損失を低減でき、同第２の光学フィルタの波長特性におけるエッジ波長近傍でも偏波依存性を低減することができる。

請求項２に係る発明は、複数の波長の光信号が多重化された入射光が１本の入射光用光ファイバから入射されたとき、前記入射光を波長毎の光信号に分離して、複数の出射光用光ファイバに振り分ける波長多重光カプラにおいて、前記入射光用光ファイバから出射され第１面から入射する前記入射光を平行光に変換して第２面から出射する第１のレンズと、該レンズの前記第２面側に配置され、前記複数の波長のうち第１の波長の光を反射する第１の光学フィルタを含む第１のフィルタ群と、前記第１の光学フィルタにより反射された平行光が前記第１面から出射して集光される位置に端面が位置するように配置された第１の出射光用光ファイバと、該光ファイバの端面と前記第１面の間に配置され、第１の波長の光を透過しそれ以外の波長の光を反射する第２の光学フィルタを含む第２のフィルタ群を構成する光学フィルタ素子と、前記第１のフィルタ群の全ての光学フィルタを透過して第３面から入射する入射光を、第４面から出射して集光する第２のレンズと、該第２のレンズにより集光された位置に端面が位置するように配置された第２の出射光用光ファイバと、を備え、前記第１のレンズの第１面が前記入射光の光軸に対して傾斜した平面であり、前記光学フィルタ素子は前記第１面に密着するように設けられ、前記第１のレンズは、前記第１面に相当する第１の端面と前記第２面に相当する第２の端面とを有する屈折率分布型ロッドレンズであり、前記光学フィルタ素子はその入射面が前記入射光の光軸に対して傾斜して配置され、前記第２のフィルタ群に加えて誘電体多層膜からなる反射防止膜を備え、前記入射光用光ファイバの端面から出射される前記入射光が通過する前記第１面上の入射光通過領域には前記反射防止膜のみが形成されると共に、該第１面上の前記第１の光学フィルタからの反射光が通過する出射光通過領域には前記第２の光学フィルタのみが形成されており、前記第２の光学フィルタは、高屈折率誘電体膜と低屈折率誘電体膜とが交互に多数積層された誘電体多層膜であり、前記高屈折率誘電体膜の光学膜厚と低屈折率誘電体膜の光学膜厚をそれぞれ３λ／４と３λ／４、λ／４と３λ／４、あるいは３λ／４とλ／４としたことを要旨とする。

これによれば、複数の波長の光信号が多重化された入射光を波長毎の光信号に分離する波長多重光カプラにおいて、光学フィルタにおける偏波依存損失（ＰＤＬ）を低減でき、同光学フィルタの波長特性におけるエッジ波長近傍でも偏波依存性を低減することができる。また、第１のレンズの第１面に第１の波長の光を透過しそれ以外の波長の光を反射する第２の光学フィルタを設けたことにより、第１のフィルタ群の第１の光学フィルタからの反射光中に存在する残留反射成分を除去できるので、第２の光学フィルタの透過光（第
１の波長の光）にその波長以外の光が混入する量が低減される。したがって、第１の光学フィルタの反射光を利用するポートのアイソレーションが改善される。つまり、第２の光学フィルタを透過して第１の出射光用光ファイバに結合する透過光のアイソレーションを高くすることができる。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の波長多重光カプラにおいて、前記第１のフィルタ群は、前記平行光の進行方向に沿って透過波長範囲が順に狭くなるように配列された複数の光学フィルタを含み、該複数の光学フィルタは、前記平行光に含まれる複数の波長の光信号をそれぞれ異なる方向に反射するように前記第１のレンズの光軸に対してそれぞれ異なる角度をなすように前記第２面側に配置されており、前記第１の出射光用光ファイバは、前記第１のフィルタ群の各光学フィルタからの反射光がそれぞれ結合する位置に端面が位置するように配置された複数の光ファイバを含むことを要旨とする。

これによれば、３種類以上の波長の光信号が多重化された入射光（波長多重信号）から各波長毎に光信号を分離して対応する各ポートの光ファイバに振り分けることができる。

請求項４に係る発明は、２波長の光信号が多重化された入射光が１本の入射光用光ファイバから入射されたとき、前記入射光を波長毎の光信号に分離して、２本の出射光用光ファイバに振り分ける波長多重光カプラにおいて、前記入射光用光ファイバから出射される入射光を該入射光の光軸に対して傾斜した第１面から入射し、平行光に変換して第２面から出射する第１のレンズと、該第１のレンズの第２面に対向して配置され前記平行光に変換された入射光に含まれる第１の波長の光を反射し第２の波長の光を透過する第１の光学フィルタと、前記第１の光学フィルタにより反射された第１の波長の光が前記第１のレンズを介して集光される位置に端面が位置するように配置された第１の出射光用光ファイバと、前記第１のレンズの前記第１面に直接成膜により形成され、第１の波長の光を透過しそれ以外の波長の光を反射する第２の光学フィルタと、前記第１の光学フィルタを透過した第２の波長の光を集光する第２のレンズと、前記第２の波長の光が前記第２のレンズを介して集光される位置に端面が位置するように配置された第２の出射光用光ファイバと、を備え、前記第１のレンズの第１面が前記入射光の光軸に対して傾斜した平面であり、誘電体多層膜からなる反射防止膜と前記第２の光学フィルタは前記第１面に密着するように設けられ、前記第１のレンズは、前記第１面に相当する第１の端面と前記第２面に相当する第２の端面とを有する屈折率分布型ロッドレンズであり、前記第１のレンズの第１面上の、前記入射光用光ファイバの端面から出射される前記入射光が通過する入射光通過領域には前記反射防止膜のみが形成されると共に、前記第１の光学フィルタからの反射光が通過する出射光通過領域には前記第２の光学フィルタのみが形成されており、前記第２の光学フィルタは、高屈折率誘電体膜と低屈折率誘電体膜とが交互に多数積層された誘電体多層膜であり、前記高屈折率誘電体膜の光学膜厚と低屈折率誘電体膜の光学膜厚をそれぞれ３λ／４と３λ／４、λ／４と３λ／４、あるいは３λ／４とλ／４としたことを要旨とする。

これによれば、２波長の光信号が多重化された入射光を波長毎の光信号に分離する波長多重光カプラにおいて、光学フィルタにおける偏波依存損失（ＰＤＬ）を低減でき、同光学フィルタの波長特性におけるエッジ波長近傍でも偏波依存性を低減することができる。また、第２の光学フィルタを設けたことにより、第１のフィルタからの反射光中に存在する残留反射成分を除去できるので、第２の光学フィルタの透過光（第１の波長の光）にその波長以外の光が混入する量が低減される。したがって、第１の光学フィルタの反射光を利用するポートのアイソレーションが改善され、２波長の光信号が多重化された入射光を波長毎の光信号に分離して、各出射光用光ファイバに振り分けることができ、小型で高アイソレーション特性を有する波長多重光カプラを実現することができる。

請求項５に係る発明は、請求項４に記載の波長多重光カプラにおいて、前記第１の波長と第２の波長は、１２６０〜１３６０ｎｍ、１４８０〜１５００ｎｍ、および１５５０〜１５６０ｎｍの各波長範囲のいずれかを含むことを要旨とする。これによれば、第１の波長と第２の波長を上記３つの波長範囲のいずれかを選択することにより、ＦＴＴｘ用等の上り下り信号とアナログ画像信号を、既設の光ファイバ網に適合した波長域で伝送することが可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、光学フィルタにおける偏波依存損失を低減でき、光学フィルタの波長特性におけるエッジ波長近傍でも偏波依存性を低減することができる。本発明によれば、高いアイソレーションを有し、かつ小型で安価な波長多重光カプラを実現することができる。

（一実施形態）
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。
[波長多重光カプラの構成]
図１は本発明の一実施形態に係る波長多重光カプラ１の構造を示している。

この波長多重光カプラ１は、複数の波長（本例では２波長λ１，λ２）の光信号が多重化された入射光（波長多重信号）が１本の入射光用光ファイバ２３から入射されたとき、その入射光を波長毎の光信号に分離（分波）して、２つの出射光用光ファイバ２６，２４に振り分ける２波長用の波長多重光カプラである。

この波長多重光カプラ１は、入射光に含まれる第１の波長λ１の光を反射し第２の波長λ２の光を透過する第１の光学フィルタ４１が第２の端面である第２面３１ｂに直接成膜により形成された第１のレンズとしての屈折率分布型ロッドレンズ３１を備える。また、波長多重光カプラ１は、第１の光学フィルタ４１で反射された第１の波長λ１の光が屈折率分布型ロッドレンズ３１（以下、「第１のレンズ」という）を介して集光される位置に端面が位置するように配置された第１の出射光用光ファイバ２４を備える。また、波長多重光カプラ１は、第１のレンズ３１の第１の端面である第１面３１ａに直接成膜により形成された第２の光学フィルタ４３と、第１の光学フィルタ４１を透過した第２の波長λ２の光を集光する第２のレンズとしての屈折率分布型ロッドレンズ３２とを備える。さらに、波長多重光カプラ１は、第２の波長λ２の光が屈折率分布型ロッドレンズ（以下、「第２のレンズ」という）３２を介して集光される位置に端面が位置するように配置された第２の出射光用光ファイバ２６を備える。

波長多重光カプラ１では、入射光用光ファイバ（共通ポート）２３から出射される２波長（１３１０ｎｍと１５５０ｎｍの２波長）の光信号が多重化された入射光が、第１のレンズ３１の第１面３１ａに入射する。この波長多重光カプラ１は、入射光を２波長に分離し、１３１０ｎｍの光信号を第１の出射光用光ファイバ（第２ポート）２４から、１５５０ｎｍの光信号を第２の出射光用光ファイバ（第１ポート）２６からそれぞれ出射するようになっている。以下、第１の波長λ１を１３１０ｎｍ、第２の波長λ２を１５５０ｎｍとして説明する。また以下の説明で、入射光用光ファイバ２３と２つの出射光用光ファイバ２６，２４を、それぞれ光ファイバ２３，２４，２６と呼ぶ。

光ファイバ２３と光ファイバ２４は、円柱状ガラスに２つの細孔を貫通して設けた保持部材としてのキャピラリ２８によって、各々の光軸（コア中心軸）が互いに平行になるように保持され、いわゆる２芯光ファイバピッグテール２１を構成している。この２芯光ファイバピッグテール２１の端面に対向して、第１のレンズ３１が配置されている。２芯光ファイバピッグテール２１と第１のレンズ３１の対向する各端面は、該各端面での反射光が光ファイバ２３へ戻らないように光軸に対して４〜８°程度傾斜した斜め面となっている。また、これらの各端面は、ほぼ平行であることが組立上好ましい。

第１のレンズ３１は、光ファイバ２３から出射し第１面３１ａから入射した入射光を平行光に変換し、かつ第２面３１ｂの光学フィルタ４１で反射される平行光を集光して光ファイバ２４に結合する役割を果たす。すなわち、２芯光ファイバピッグテール２１と第１のレンズ３１との組み合わせで、２芯光ファイバコリメータ２０が構成されている。

一方、１本の光ファイバ２６は、光ファイバ２３，２４と同様に、保持部材としてのキャピラリ２９によって保持され、単芯光ファイバピッグテール２２を構成している。この単芯光ファイバピッグテール２２の端面に対向して、第２のレンズ３２が配置される。単芯光ファイバピッグテール２２と第２のレンズ３２の対向する各端面は、該各端面での反射光が光ファイバ２３へ戻らないように光軸に対して４〜８°程度傾斜している。また、これらの各端面は、ほぼ平行であることが組立上好ましい。

この第２のレンズ３２は、単芯光ファイバピッグテール２２に対向する端面（第４の端面３２ｂ）とは反対側の端面（第３の端面）３２ａから入射する平行光を集光して光ファイバ２６に結合する役割を果たす。すなわち、単芯光ファイバピッグテール２２と第２の
レンズ３２との組み合わせで、単芯光ファイバコリメータ１０が構成されている。

２芯光ファイバコリメータ２０と単芯光ファイバコリメータ１０は、平行光が結合できるように、第１のレンズ３１の第２面３１ｂと第２のレンズ３２の第３の端面３２ａとを対向させて配置されている。

本例の波長多重光カプラ１では、配置する位置によって２つのフィルタ群に分けられる光学フィルタとして２枚のエッジフィルタが使用される。第１のフィルタ群に属する第１の光学フィルタ４１は、第１のレンズ３１と第２のレンズ３２の間に設けられる。第２のフィルタ群に属する第２の光学フィルタ４３は、第１のレンズ３１と光ファイバ２４の間に設けられる。第１の光学フィルタ４１，第２の光学フィルタ４３は、第１のレンズ３１の第２面３１ｂ，第１面３１ａにそれぞれ直接成膜され、フィルタ付レンズ３３として一体化されている。第２の光学フィルタ４３は、光ファイバ２４へ結合する光にだけ作用し、光ファイバ２３から入射する光には作用しない位置に形成されている。

ここで、第１のフィルタ群に属する第１の光学フィルタ４１は、第１の波長λ１の光を反射し、第２の波長λ２の光を透過する。この光学フィルタ４１は、波長λ２の透過光が反射光に対して４０ｄＢ以上のアイソレーションをとれるように設計するが、実際にはこの光学フィルタ４１によって反射される光には透過波長域の残留反射成分が存在するため、反射ポートにおける波長λ１の光と波長λ２の光に対するアイソレーションは１２ｄＢ程度である。ここにいう「反射光のアイソレーション」とは、第１の光学フィルタ４１で反射される第１の波長λ１の光に、その波長λ１以外の波長の光が混入する量がどの程度かを示す漏話阻止量をいう。なお、以下の説明で「反射光のアイソレーション」を「反射アイソレーション」と呼ぶ。

一方、第２の光学フィルタ４３は、第１の波長λ１の光を透過し、第２の波長λ２の光を反射する。この光学フィルタ４３は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、第１のレンズ３１の第１面３１ａ上の、第１の光学フィルタ４１からの反射光が通過する出射光通過領域５２に形成されており、光ファイバ２３からの出射光が通過する入射光通過領域５１には形成されていない。第２の光学フィルタ４３は、第１の光学フィルタ４１と重ねて設けられているため（つまり光学フィルタ４１からの反射光が第２の光学フィルタ４３に入射する構成であるため）、光学フィルタ４１より特性が劣るものでよい。全体で４０ｄＢ以上のアイソレーションを得るためには、上記反射アイソレーションが１２ｄＢ程度であるので、透過光のアイソレーションは３０ｄＢ以下でよく、安価な光学フィルタを用いることができる。ここにいう「透過光のアイソレーション」とは、第２の光学フィルタ４３を透過する第１の波長λ１の光に、その波長λ１以外の波長の光が混入する量がどの程度かを示す漏話阻止量をいう。なお、以下の説明で「透過光のアイソレーション」を「透過アイソレーション」と呼ぶ。

また、光ファイバ２３からの出射光が入射するレンズ３１の第１面３１ａには、反射による損失を低減するための反射防止膜５０が設けられている（図２（ａ），（ｂ）参照）。この反射防止膜５０は、１２５０ｎｍから１６５０ｎｍの全波長域にわたって反射率が０．５％以下となるような特性を有する。また、この反射防止膜５０は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、第１のレンズ３１の第１面３１ａ上の入射光通過領域５１に形成されており、出射光通過領域５２には形成されていない。

第１のレンズ３１の第１面３１ａに形成されている第２の光学フィルタ４３と反射防止膜５０は異なる膜構成となるため、通常成膜は別々に他方を遮蔽して行う必要がある。ただし、第１面３１ａにおいて、光ファイバ２３からの出射光が通過する入射光通過領域５１と光学フィルタ４１からの反射光が通過する出射光通過領域５２は僅か１００μｍ程度
しか離れていない。そのため、治具等による遮蔽（マスキング）は、成膜時に自然加熱された際に、その遮蔽部に熱膨張による変形が生じるなど位置精度の問題があり、困難である。

そこで、本例では、その遮蔽を遮蔽膜の塗布によって行う、いわゆるリフトオフ法を用いる。すなわち、誘電体多層膜である第２の光学フィルタ４３を形成しない部分に樹脂等を塗布して遮蔽（マスキング）し、その上に誘電体多層膜を成膜する。次いで下地の樹脂（遮蔽部）を溶解して誘電体多層膜と共に除去し、第１面３１ａの一部分にのみ誘電体多層膜を付着させる。反射防止膜５０を誘電体多層膜上に形成する場合についても同様の手順を繰り返す。

上記構成を有する波長多重光カプラ１では、２芯光ファイバピッグテール２１とフィルタ付レンズ３３は、微小な間隙を残したまま、周囲をエポキシ樹脂６０で固定されている（図１参照）。また、第１の光学フィルタ４１を透過した第２の波長λ２の光が最小損失で光ファイバ２６に結合するように、単芯光ファイバピッグテール２２を調芯した後、第２のレンズ３２と単芯光ファイバピッグテール２２は、微小な間隙を残したまま、周囲をエポキシ樹脂６０で固定されている（図１参照）。

また、波長多重光カプラ１は、図１に示すように全部品を調芯してエポキシ樹脂６０で固定する作業が終了した後、保護用のケース（ハウジング）を被せて最終形態とするのが望ましい。そのケースの外形は小型の管状とすることができ、この場合その直径が数ｍｍ、長さが数１０ｍｍである。

上記波長多重光カプラ１の製造方法は、次の点に特徴がある。つまり、第２の光学フィルタ４３を、第１のレンズ３１の第１面３１ａ上の出射光通過領域５２に形成し、入射光通過領域５１には形成しないようにする。反射防止膜５０を、第１面３１ａ上の入射光通過領域５１に形成し、出射光通過領域５２には形成しないようにする。

波長多重光カプラの製造方法は、以下の工程を含む。
（工程１）第１のレンズ３１の第１面３１ａ上の入射光通過領域５１をマスクする工程（図３（ａ）参照）。この工程では、図３（ａ）および図４（ａ）に示すように、入射光通過領域５１のみを覆うように遮蔽材料５３を塗布する。

（工程２）遮蔽材料５３で入射光通過領域５１がマスクされた第１面３１ａに、誘電体多層膜５４を成膜する工程（図３（ｂ）参照）。
（工程３）マスクとしての遮蔽材料５３を該遮蔽材料５３上に成膜された誘電体多層膜５４と共に除去する工程（図３（ｃ）参照）。

（工程４）第１面３１ａ上に成膜された誘電体多層膜５４上の、出射光通過領域５２をマスクする工程（図３（ｄ）参照）。この工程では、図３（ｄ）および図４（ｂ）に示すように、出射光通過領域５２のみを覆うように遮蔽材料５５を塗布する。

（工程５）出射光通過領域５２がマスクされた誘電体多層膜５４上に、反射防止膜５０を成膜する工程（図３（ｅ）参照）。
（工程６）マスクとしての遮蔽材料５５をその上に成膜された反射防止膜５０と共に除去する工程（図３（ｆ）参照）。

以上の工程により、第２の光学フィルタ４３は、第１のレンズ３１の第１面３１ａ上の出射光通過領域５２に形成され、入射光通過領域５１には形成されない。また、反射防止膜５０は、第１面３１ａ上の入射光通過領域５１に形成され、出射光通過領域５２には形
成されない。

次に、上記一実施形態の各実施例を説明する。
（実施例）
各実施例の波長多重光カプラ１では、管状である保護用のケース（図示省略）の直径を５．５ｍｍとし、その長さを約４０ｍｍとした。また、この波長多重光カプラ１では、光通信規格Ｂ−ＰＯＮに準拠した以下の特性を目標仕様とした。

透過アイソレーション 40dB 以上(波長域：1260-1360, 1480-1500nm )
反射アイソレーション 40dB 以上(波長域：1550-1565nm )
透過挿入損失 0.7dB 以下(波長域：1260-1360, 1480-1500nm )
反射挿入損失 0.7dB 以下(波長域：1550-1565nm )
偏波依存損失 0.2dB 以下(上記全波長域で)
各実施例の波長多重光カプラ１では第１の光学フィルタ４１として、直径１．８ｍｍの屈折率分布型ロッドレンズで構成した第１のレンズ３１の第２面３１ｂに、１３１０ｎｍ帯，１４９０ｎｍ帯の光を反射し、かつ１５３０ｎｍ帯の光を透過する波長特性のエッジフィルタを形成した。このエッジフィルタは、ＳｉＯ₂とＴｉＯ₂を交互に多数積層した誘電体多層膜である。

次いで、図２（ａ），（ｂ）に示すように、第１のレンズ３１の第１面（斜め面）３１ａ上の入射光通過領域５１を除いた部分で、少なくとも出射光通過領域５２に、１３１０ｎｍ帯，１４９０ｎｍ帯の光をそれぞれ透過し、かつ１５３０ｎｍ帯の光を反射する波長特性の誘電体多層膜５４を形成した。この誘電体多層膜５４は、高屈折率材料のＴｉＯ_２を主成分とする高屈折率誘電体膜と、低屈折率材料のＳｉＯ_２を主成分とする低屈折率誘電体膜とを交互に交互に積層した誘電体多層膜で、つぎの４通りの膜構成のもの（実施例１〜実施例４）を作製した。

（実施例１）
実施例１の詳細な膜構成を下記の表１に示す。また、この誘電体多層膜の理論光学特性を図８の曲線６４に示す。図９の曲線６６は実施例１の偏波依存損失を示している。

次いで、図２（ａ），（ｂ）に示すように、反射防止膜５０を第１面３１ａ上の入射光通過領域５１に形成した。この反射防止膜５０は、ＳｉＯ₂とＴｉＯ₂を交互に１１層積層した構成となっている。この反射防止膜５０の理論特性は図７の曲線６３で示す特性と同様である。

図１０は、実施例１の偏波依存性のシミュレーション値を示している。図１０で、曲線６７は入射角０°での特性を示し、曲線６８と曲線６９は、入射角２０°での偏光のＰ成分の特性とそのＳ成分の特性をそれぞれ示している。

（実施例２）
実施例２の詳細な膜構成を下記の表２に示す。また、この誘電体多層膜の理論光学特性は図８の曲線６４で示す特性と同様であり、図示を省略する。図９の曲線６５は実施例２の偏波依存損失（ＰＤＬ）を示している。この図９から、実施例２の偏波依存損失が実施例１よりも小さいことが分かる。

次いで、図２（ａ），（ｂ）に示すように、実施例１と同様の反射防止膜５０を第１面３１ａ上の入射光通過領域５１に形成した。

図１１は、実施例２における第２の光学フィルタ４３の偏波依存性のシミュレーション値を示している。図１１で、曲線７０は入射角０°での特性を示し、曲線７１と曲線７２は、入射角２０°での偏光のＰ成分の特性とそのＳ成分の特性をそれぞれ示している。

図１０と図１１を比較すると、実施例２の方が実施例１よりも、偏光分離（偏波依存性）の度合が小さくなることが分かる。
このように実施例２では、第１の光学フィルタ４１，第２の光学フィルタ４３が第１のレンズ３１の第２面３１ｂ，第１面３１ａにそれぞれ成膜されたフィルタ付レンズ３３が作製される。このフィルタ付レンズ３３の測定結果を図１２（ａ），（ｂ）に示す。図１２（ａ），（ｂ）の縦軸は挿入損失の逆数である。すなわち入射ポートに入射した光の強度に対して反射ポートおよび透過ポートで観測される光の強度の比をｄＢ単位で示している。図１２（ｂ）は図１２（ａ）の損失の小さい部分を拡大したものである。

図１２（ａ），（ｂ）の曲線７３は、透過光出射ポート（上記実施形態の光ファイバ２６）から出射される光の強度を示しており、上記λ２に相当する１５５０ｎｍ帯の光の強度とλ１に相当する１３１０ｎｍ帯または１４９０ｎｍ帯の光の強度の比は４０ｄＢ以上に達しており、上記透過アイソレーションの目標仕様が達成されていることがわかる。また図１２（ｂ）によれば１５５０ｎｍ帯における挿入損失は０．２〜０．３ｄＢ程度であり、上記透過挿入損失の目標仕様も満たされていることがわかる。

一方、曲線７４は反射光出射ポート（同実施形態の光ファイバ２４）から出射される光の強度を示しており、上記λ１に相当する１３１０ｎｍ帯または１４９０ｎｍ帯の光の強度とλ２に相当する１５５０ｎｍ帯の光の強度との比は４０ｄＢ以上に達しており、上記反射アイソレーションの目標仕様が達成されていることが分かる。また、図１２（ｂ）に
よれば１３１０ｎｍ帯または１４９０ｎｍ帯における挿入損失は０．３〜０．７ｄＢ程度であり、上記透過挿入損失の目標仕様も満たされていることがわかる。

また、実施例２の第２の光学フィルタ４３の偏波依存損失の測定結果を図１３に示す。この図１３から、上記目標仕様（偏波依存損失の目標仕様）が達成されていることが分かる。

（実施例３）
実施例３の波長多重光カプラ１では、上記実施例１と同様に上記の特性を目標仕様とした。実施例３では、エッジフィルタである第２の光学フィルタ４３の誘電体多層膜５４は、ＴｉＯ₂を主成分とする高屈折率誘電体膜と、ＳｉＯ₂を主成分とする低屈折率誘電体膜とを交互に４９層積層した誘電体多層膜である（下記の表３参照）。この誘電体多層膜５４の膜構成は、高屈折率誘電体膜の光学膜厚をλ／４とし、低屈折率誘電体膜の光学膜厚を３λ／４としている。この誘電体多層膜の理論特性を図１４の曲線７６で示す。

図１５は、実施例３における第２の光学フィルタ４３の偏波依存性のシミュレーション値を示している。図１５で、曲線７７は入射角０°での特性を示し、曲線７８と曲線７９は、入射角２０°での偏光のＰ成分の特性とそのＳ成分の特性をそれぞれ示している。

図１０と図１５を比較すると、実施例３の方が実施例１よりも、偏光分離（偏波依存性）の度合が小さくなることが分かる。このように、実施例３の第２の光学フィルタ４３でも、偏光分離が明らかに改善されており、上記目標仕様（偏波依存損失の目標仕様）が達成されている。

（実施例４）
実施例４の波長多重光カプラ１では、上記実施例１と同様に上記の特性を目標仕様とした。実施例４では、エッジフィルタである第２の光学フィルタ４３の誘電体多層膜５４は、ＴｉＯ₂を主成分とする高屈折率誘電体膜と、ＳｉＯ₂を主成分とする低屈折率誘電体膜とを交互に４９層積層した誘電体多層膜である（下記の表４参照）。この誘電体多層膜の膜構成は、高屈折率誘電体膜の光学膜厚を３λ／４とし、低屈折率誘電体膜の光学膜厚をλ／４としている。この誘電体多層膜の理論特性を図１６の曲線８０で示す。

図１７は、実施例４における第２の光学フィルタ４３の偏波依存性のシミュレーション値を示している。図１７で、曲線８１は入射角０°での特性を示し、曲線８２と曲線８３は、入射角２０°での偏光のＰ成分の特性とそのＳ成分の特性をそれぞれ示している。

図１０と図１７を比較すると、実施例４の方が実施例１よりも、偏光分離（偏波依存性）の度合が共に小さくなることが分かる。このように、実施例４の第２の光学フィルタ４３でも、偏光分離が明らかに改善されており、上記目標仕様（偏波依存損失の目標仕様）が達成されている。

また、実施例４における第２の光学フィルタ４３によれば、図１７から明らかなように、入射角による波長変動量を上記各実施例よりも更に少なくすることができる。これにより、上記第１のレンズ３１の第１面（斜め面）３１ａに第１の光学フィルタ４１で反射された収束光が入射する際に発生するエッジ波長付近での波長特性の鈍りによる偏光分離（偏波依存損失）の生じる波長帯域を狭めることができる。

以上説明したように、エッジフィルタである一実施形態に係る第２の光学フィルタ４３は、高屈折率材料のＴｉＯ₂を主成分とする高屈折率誘電体膜と、低屈折率材料のＳｉＯ₂を主成分とする低屈折率誘電体膜とを交互に多数積層した誘電体多層膜５４である。この誘電体多層膜５４の膜構成の特徴は、高屈折率誘電体膜と低屈折率誘電体膜のいずれか一方或いは両方の光学膜厚を３λ／４とした点にある。

以上のように構成された一実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
○一般に、波長多重光カプラに屈折率分布型ロッドレンズを用いる場合、入射ポートの光ファイバからの入射光が同レンズの入射面で反射されて入射ポートへ戻るのを（リターンロスを）抑制するために、その入射面が斜めに加工されている。この斜め面に成膜される光学フィルタは偏波依存性が大きい。屈折率分布型ロッドレンズの入射面と反対側の出射面から出射する光はコリメートされ広がりをもった平行光である。一方、その平行光に含まれる特性波長の光が光学フィルタで反射されて入射面から出射する光は、出射ポートの光ファイバとの結合のため収束光となっている。このため、斜め面である入射面に成膜された光学フィルタの膜面に対して斜めに入射する斜め入射成分が増大し、これによりその光学フィルタでは、エッジ波長付近で大きな偏波依存性が生じる。エッジ波長のシフトに伴うエッジ波長付近での波長特性の鈍りが偏波依存性低減の支障となっていた。

これに対して、第１実施形態によれば、屈折率分布型ロッドレンズで構成される第１のレンズ３１の斜め面である第１面３１ａに形成される第２の光学フィルタ４３の誘電体多層膜５４は、高屈折率誘電体膜と低屈折率誘電体膜のいずれか一方或いは両方の光学膜厚を３λ／４としている。これにより、第２の光学フィルタ４３における偏波依存損失（ＰＤＬ）を低減でき、同光学フィルタの波長特性におけるエッジ波長近傍でも偏波依存性を低減することができる。

○第１のレンズ３１の第１面３１ａに第１の波長λ１の光を透過しそれ以外の波長の光を反射する第２の光学フィルタ４３を設けたことにより、第１の光学フィルタ４１からの反射光中に存在する残留反射成分を除去できる。これにより、第２の光学フィルタ４３の透過光（第１波長λ１の光）にその波長以外の光が混入する量が低減される。したがって、第１の光学フィルタ４１の反射光を利用するポートのアイソレーションが改善される。つまり、第２の光学フィルタ４３を透過して第１の出射光用光ファイバ２４に結合する透過光のアイソレーションを高くすることができる。なお、第２の光学フィルタ４３の理論特性を図６の曲線６２で示す。

○第１のレンズ３１は第１面３１ａと第２面３１ｂを有する屈折率分布型ロッドレンズとし、入射光用光ファイバ２３と第１の出射光用光ファイバ２４は、該各光ファイバのコア中心軸が互いに平行になるようにキャピラリ２８に保持されている。これにより、第１のレンズ３１、入射光用光ファイバ２３、および第１の出射光用光ファイバ２４をほぼ直線上に配置することができ、小型で組立てが容易な波長多重光カプラ１を実現することができる。

○第１の光学フィルタ４１は、第１のレンズ３１の第２面３１ｂに密着されている。これによれば、第１のレンズ３１を構成する屈折率分布型ロッドレンズは光が入射する端面および出射する端面を平面とすることができるため、同ロッドレンズの第２面３１ｂに平板状の光学フィルタ４１を密着させることが容易である。また、屈折率分布型ロッドレンズは、その端面をその光軸に対して傾斜するように加工することが容易であり、第２面３１ｂに光学フィルタ４１を密着させることにより、光学フィルタ４１の角度が容易に調整できる。また、光学フィルタ４１が屈折率分布型ロッドレンズの第２面３１ｂに密着したフィルタ付レンズ３３を用いることにより、部品点数が減るので、組立てが容易な波長多重光カプラ１を実現することができる。

○第２のフィルタ群に属する第２の光学フィルタ４３を誘電体多層膜とし、該誘電体多層膜が第１のレンズ３１の第１面３１ａに直接成膜して形成されている。これによれば、波長多重光カプラ１の組立てが大幅に容易になる。

○入射光用光ファイバ２３と第１の出射光用光ファイバ２４が保持部材としてのキャピラリ２８で保持された２芯光ファイバピッグテール２１を構成することにより、これらの光ファイバ２３，２４の取り扱いおよび調芯が容易になる。

○第１の光学フィルタ４１を透過して第３の端面３２ａから入射する入射光を、第４の端面３２ｂから出射して集光する第２のレンズ３２と、該レンズ３２により集光された位置に端面が位置するように配置された第２の出射光用光ファイバ２６とを含むので、第１の光学フィルタ４１を透過した光も利用することができる。なお、第１の光学フィルタ４１の理論特性を図５の曲線６１で示す。

○第１の波長λ１は１２６０〜１３６０ｎｍ、１４８０〜１５００ｎｍの波長範囲とし、第２の波長λ２は１５５０〜１５６０ｎｍの波長範囲とすることで、ＦＴＴｘ用等の上り下り信号とアナログ画像信号を、既設の光ファイバ網に適合した波長域で伝送することが可能となる。

○第１のレンズ３１の第１面３１ａには、第２の光学フィルタ４３と反射防止膜５０が直接成膜により形成されている。反射防止膜５０は、第１面３１ａ上の、入射光用光ファイバ２３の端面から出射される入射光が通過する入射光通過領域５１に形成されており、該入射光通過領域５１には第２の光学フィルタ４３は形成されていない。また、第２の光
学フィルタ４３は、第１面３１ａ上の、第１の光学フィルタ４１からの反射光が通過する出射光通過領域５２に形成されており、該出射光通過領域５２には反射防止膜５０は形成されていない。このような構成により、２種類の波長λ１，λ２の光信号が多重化された入射光が入射光用光ファイバ２３から出射されて入射する第１のレンズ３１の第１面３１ａには、反射防止膜５０が形成されているので、入射光が入射光用光ファイバ２３へ戻るのを抑制できると共に、入射光の反射損失を低減することができる。また、反射防止膜５０は第１のレンズ３１の第１面３１ａにおける入射光通過領域５１に形成され、出射光通過領域５２には形成されていないので、第２の光学フィルタ４３の特性には影響を及ぼさない。また、第２の光学フィルタ４３は、第１の光学フィルタ４１により分波された光のうち、第１の波長λ１の光を透過してそれ以外の波長成分を反射することで、第１の出射光用光ファイバ２４に結合される出射光のアイソレーションを向上させるが、入射光には影響を及ぼさない。なお、反射防止膜５０の理論特性を図８の曲線６４で示す。

○エッジフィルタである第２の光学フィルタ４３は、ＴｉＯ₂を主成分とする高屈折率
誘電体膜と、ＳｉＯ₂を主成分とする低屈折率誘電体膜とを交互に４９層積層した誘電体
多層膜である。この誘電体多層膜の膜構成は、高屈折率誘電体膜と低屈折率誘電体膜の両方の光学膜厚を３λ／４としている。このような構成により、第２の光学フィルタ４３における偏波依存損失（ＰＤＬ）を低減でき、同光学フィルタ４３の波長特性におけるエッジ波長近傍でも偏波依存性を低減することができる。

なお、この発明は以下のように変更して具体化することもできる。
・上記第１実施形態では、第２の光学フィルタ４３を第１のレンズ３１の第１面３１ａ側に成膜し、その上に反射防止膜５０を成膜している（図２（ａ）参照）が、反射防止膜５０を第１面３１ａ側に成膜し、その上に第２の光学フィルタ４３を成膜する構成にも本発明は適用可能である。この場合にも、第２の光学フィルタ４３は、第１面３１ａ上の出射光通過領域５２に形成し、入射光通過領域５１には形成しないようにする。また、反射防止膜５０は、第１面３１ａ上の入射光通過領域５１に形成し、出射光通過領域５２には形成しないようにする。

・上記実施形態では、第１の光学フィルタ４１は第１のレンズ３１の第２面３１ｂに直接成膜したが、ガラス基板の両側端面に第１の光学フィルタを含む第１のフィルタ群を形成した光学フィルタチップを、両レンズ３１，３２間に固定しても良い。４種類以上の波長（４波長以上）の光の合分波を行う場合には、そのような光学フィルタチップの仕様は必須となる。

・上記各実施形態では、第２の光学フィルタ４３と反射防止膜５０が第１のレンズの第１面３１ａの全面に成膜されて直付けされた構成例を説明したが、本発明はこのような構成に限定されない。例えば、第２の光学フィルタ４３を含む第２のフィルタ群を構成する「光学フィルタ素子」が、第１の出射光用光ファイバ２４の端面と第１面３１ａの間で、入射面が入射光の光軸に対して傾斜して配置されている。そして、この光学フィルタ素子は、第２のフィルタ群に加えて反射防止膜５０を備える。このような構成の波長多重光カプラにも本発明は適用可能である。

・上記実施形態において、１５５０ｎｍの光信号を第１の出射光用光ファイバ（第２ポート）２４から、１３１０ｎｍまたは１４９０ｎｍの光信号を第２の出射光用光ファイバ（第１ポート）２６からそれぞれ出射するように構成してもよい。

・また、各光学フィルタ４１，４３をバンドパスフィルタを使用して構成することも可能である。もちろん、使用波長は上記実施形態における２波長（λ１、λ２）には限られず、３波長以上であってもよい。例えば、１２６０〜１３６０ｎｍ，１４８０〜１５００
ｎｍ，１５５０〜１５６０ｎｍの波長範囲から各波長を選択することもできる。

・光学フィルタ４３は、光ファイバ２４へ結合する光にだけ作用し、光ファイバ２３から入射する光には作用しないような形状であれば、どのような形状でもよい。
・上記実施形態では、波長多重光カプラ１は、波長多重光を分波する光分波器の構成について説明したが、まったく同じ構成の波長多重光カプラは２波長の光信号を多重化して１本の光ファイバに結合する合波器としても使用できる。この場合は、入射光用光ファイバ２３が出射光用光ファイバとなり、各出射光用光ファイバがそれぞれ入射光用光ファイバとなる。

・上記実施形態で説明した波長多重光カプラは、ＯＬＴ、ＯＮＵに組み込みことができるだけでなく、（Ｏ／Ｅ）変換器、（Ｅ／Ｏ）変換器等、他の光電子デバイスに広く適用可能である。

・上記実施形態では、第１のフィルタ群に属する光学フィルタとして、第１の光学フィルタ４１のみを用いた構成について説明したが、第１のフィルタ群が、平行光の進行方向に沿って透過波長範囲が順に狭くなるように配列された複数の光学フィルタを含む構成にも本発明は適用可能である。この場合、第１のフィルタ群の複数の光学フィルタは、第１のレンズ３１から出射される平行光に含まれる複数の波長の光信号をそれぞれ異なる方向に反射するように、第１のレンズ３１の光軸に対してそれぞれ異なる角度をなすように第２面３１ｂ側に配置される。また、この場合、第１の出射光用光ファイバ２４に代えて、第１のフィルタ群の各光学フィルタからの反射光がそれぞれ結合する位置に端面が位置するように複数の光ファイバが配置される。これによれば、３種類以上の波長の光信号が多重化された入射光（波長多重信号）から各波長毎に光信号を分離して対応する各ポートの光ファイバに振り分けることができる。

また、前記第１のフィルタ群における複数の光学フィルタのうち、第２面３１ｂに最も近い位置に配置される光学フィルタ、例えば光学フィルタ４１は第２面３１ｂに密着させる。これによれば、第１のレンズ３１を構成する屈折率分布型ロッドレンズは光が入射する端面および出射する端面を平面とすることができるため、同ロッドレンズの第２面に平板状の光学フィルタを密着させることが容易である。また、同ロッドレンズの端面をその光軸に対して傾斜するように加工することが容易であり、その第２面に光学フィルタを密着させることにより、光学フィルタの角度が容易に調整できる。また、光学フィルタがロッドレンズの端面に密着したフィルタ付きロッドレンズを用いることにより、部品点数が減るので、組立てが容易な波長多重光カプラを実現することができる。

・上記実施形態では、第２のフィルタ群に属する第２の光学フィルタ４３を誘電体多層膜とし、該誘電体多層膜を第１のレンズの第１面３１ａに直接成膜して形成してあるが、第２の光学フィルタ４３を第１の出射光用光ファイバ２４の端面に直接成膜して形成した構成にも本発明は適用可能である。

・上記実施形態では、入射光用光ファイバ２３と第１の出射光用光ファイバ２４が保持部材としてのキャピラリ２８で保持された２芯光ファイバピッグテール２１を用いた構成について一例として説明したが、３本以上の光ファイバがキャピラリ２８に保持された多芯光ファイバピッグテールを用いた構成にも本発明は適用可能である。また、単芯光ファイバピッグテール２２に代えて、２本以上の光ファイバがキャピラリ２９に保持された多芯光ファイバピッグテールを用いた構成にも本発明は適用可能である。

・上記実施形態において、第２のレンズ３２は、第３の端面（第３面）３２ａと第４の端面（第４面）３２ｂを有する第２の屈折率分布型ロッドレンズとし、第１のフィルタ群
における複数の光学フィルタのうち、第３の端面３２ａに最も近い位置に配置される光学フィルタは、第３の端面３２ａに密着させる。このような構成の波長多重光カプラにも本発明は適用可能である。これによれば、第２のレンズ３２の第３の端面に平板状の光学フィルタを密着させることが容易である。また、同レンズの第３の端面に光学フィルタを密着させることにより、光学フィルタの角度が容易に調整できる。また、光学フィルタが第３の端面に密着したフィルタ付きロッドレンズを用いることにより、部品点数が減るので、組立てが更に容易な波長多重光カプラを実現することができる。

・第２のレンズ３２である第２の屈折率分布型ロッドレンズの第３の端面３２ａに密着させた光学フィルタを誘電体多層膜とし、該誘電体多層膜を第３の端面に直接成膜して形成するようにしてもよい。これによれば、第２の屈折率分布型ロッドレンズの第３の端面に誘電体多層膜である光学フィルタを直接成膜して形成することにより、フィルタ付きロッドレンズを大量に生産するのが容易になる。

一実施形態に係る波長多重光カプラを示す概略構成図。（ａ）は同カプラの第１のレンズを示す拡大図、（ｂ）は図２（ａ）のＢ部の拡大図。（ａ）〜（ｆ）は第１のレンズの第１面に第２の光学フィルタと反射防止膜を成膜する手順を示す工程図。（ａ）は同第１面を示し図３（ａ）のマスキング工程を示す説明図、（ｂ）は図３（ｄ）のマスキング工程を示す説明図。第１の光学フィルタとしてのエッジフィルタの理論特性を示すグラフ。第２の光学フィルタとしてのエッジフィルタの理論特性を示すグラフ。反射防止膜の理論特性を示すグラフ。実施例１のエッジフィルタの理論特性を示すグラフ。実施例１と実施例２各々の偏波依存損失を示すグラフ。実施例１における偏波依存性のシミュレーション値を示すグラフ。実施例２の第２の光学フィルタにおける偏波依存性のシミュレーション値を示すグラフ。（ａ）は実施例２における挿入損失の測定結果を示すグラフ、（ｂ）は図１２（ａ）の損失の小さい部分を拡大したグラフ。実施例２における偏波依存損失を示すグラフ。実施例３における第２の光学フィルタの理論特性を示すグラフ。同光学フィルタにおける偏波依存性のシミュレーション値を示すグラフ。実施例４における第２の光学フィルタの理論特性を示すグラフ。同光学フィルタにおける偏波依存性のシミュレーション値を示すグラフ。従来例を示す概略構成図。

符号の説明

λ１…第１の波長、λ２…第２の波長、１…波長多重光カプラ、２３…入射光用光ファイバ、２４…第１の出射光用光ファイバ、２６…第２の出射光用光ファイバ、３１…屈折率分布型ロッドレンズ（第１のレンズ）、３１ａ…第１の端面である第１面、３１ｂ…第２の端面である第２面、３２…屈折率分布型ロッドレンズ（第２のレンズ）、３２ａ…第３の端面、３２ｂ…第４の端面、４１…第１の光学フィルタ、４３…第２の光学フィルタ、５０…反射防止膜、５１…入射光通過領域、５２…出射光通過領域、５４…誘電体多層膜。

Claims

複数の波長の光信号が多重化された入射光が１本の入射光用光ファイバから入射されたとき、前記入射光を波長毎の光信号に分離して、複数の出射光用光ファイバに振り分ける波長多重光カプラに用いる屈折率分布型ロッドレンズで構成されるフィルタ付レンズにおいて、
前記屈折率分布型ロッドレンズは前記入射光用光ファイバから出射され第１面から入射する前記入射光を平行光に変換して第２面から出射し、
前記屈折率分布型ロッドレンズの第２面に前記複数の波長のうち第１の波長の光を反射する第１の光学フィルタを形成し、該屈折率分布型ロッドレンズの斜め面である第１面に密着するように、該第１面上の入射光が通過する入射光通過領域には誘電体多層膜からなる反射防止膜のみを形成すると共に、該第１面上の前記第１の光学フィルタからの反射光が通過する出射光通過領域には誘電体多層膜からなり、第１の波長の光を透過しそれ以外の波長の光を反射する第２の光学フィルタのみを形成し、
前記第２の光学フィルタは、高屈折率誘電体膜と低屈折率誘電体膜とが交互に多数積層された誘電体多層膜であり、前記高屈折率誘電体膜の光学膜厚と低屈折率誘電体膜の光学膜厚をそれぞれ３λ／４と３λ／４、λ／４と３λ／４、あるいは３λ／４とλ／４としたことを特徴とするフィルタ付レンズ。
複数の波長の光信号が多重化された入射光が１本の入射光用光ファイバから入射されたとき、前記入射光を波長毎の光信号に分離して、複数の出射光用光ファイバに振り分ける波長多重光カプラにおいて、
前記入射光用光ファイバから出射され第１面から入射する前記入射光を平行光に変換して第２面から出射する第１のレンズと、該レンズの前記第２面側に配置され、前記複数の波長のうち第１の波長の光を反射する第１の光学フィルタを含む第１のフィルタ群と、前記第１の光学フィルタにより反射された平行光が前記第１面から出射して集光される位置に端面が位置するように配置された第１の出射光用光ファイバと、該光ファイバの端面と前記第１面の間に配置され、第１の波長の光を透過しそれ以外の波長の光を反射する第２の光学フィルタを含む第２のフィルタ群を構成する光学フィルタ素子と、前記第１のフィルタ群の全ての光学フィルタを透過して第３面から入射する入射光を、第４面から出射して集光する第２のレンズと、該第２のレンズにより集光された位置に端面が位置するように配置された第２の出射光用光ファイバと、を備え、
前記第１のレンズの第１面が前記入射光の光軸に対して傾斜した平面であり、前記光学フィルタ素子は前記第１面に密着するように設けられ、
前記第１のレンズは、前記第１面に相当する第１の端面と前記第２面に相当する第２の端面とを有する屈折率分布型ロッドレンズであり、
前記光学フィルタ素子はその入射面が前記入射光の光軸に対して傾斜して配置され、前記第２のフィルタ群に加えて誘電体多層膜からなる反射防止膜を備え、前記入射光用光ファイバの端面から出射される前記入射光が通過する前記第１面上の入射光通過領域には前記反射防止膜のみが形成されると共に、該第１面上の前記第１の光学フィルタからの反射光が通過する出射光通過領域には前記第２の光学フィルタのみが形成されており、
前記第２の光学フィルタは、高屈折率誘電体膜と低屈折率誘電体膜とが交互に多数積層された誘電体多層膜であり、前記高屈折率誘電体膜の光学膜厚と低屈折率誘電体膜の光学膜厚をそれぞれ３λ／４と３λ／４、λ／４と３λ／４、あるいは３λ／４とλ／４としたことを特徴とする波長多重光カプラ。
請求項２に記載の波長多重光カプラにおいて、
前記第１のフィルタ群は、前記平行光の進行方向に沿って透過波長範囲が順に狭くなるように配列された複数の光学フィルタを含み、該複数の光学フィルタは、前記平行光に含まれる複数の波長の光信号をそれぞれ異なる方向に反射するように前記第１のレンズの光軸に対してそれぞれ異なる角度をなすように前記第２面側に配置されており、前記第１の出射光用光ファイバは、前記第１のフィルタ群の各光学フィルタからの反射光がそれぞれ結合する位置に端面が位置するように配置された複数の光ファイバを含むことを特徴とする波長多重光カプラ。
２波長の光信号が多重化された入射光が１本の入射光用光ファイバから入射されたとき、前記入射光を波長毎の光信号に分離して、２本の出射光用光ファイバに振り分ける波長多重光カプラにおいて、
前記入射光用光ファイバから出射される入射光を該入射光の光軸に対して傾斜した第１面から入射し、平行光に変換して第２面から出射する第１のレンズと、該第１のレンズの第２面に対向して配置され前記平行光に変換された入射光に含まれる第１の波長の光を反射し第２の波長の光を透過する第１の光学フィルタと、前記第１の光学フィルタにより反射された第１の波長の光が前記第１のレンズを介して集光される位置に端面が位置するように配置された第１の出射光用光ファイバと、前記第１のレンズの前記第１面に直接成膜により形成され、第１の波長の光を透過しそれ以外の波長の光を反射する第２の光学フィルタと、前記第１の光学フィルタを透過した第２の波長の光を集光する第２のレンズと、前記第２の波長の光が前記第２のレンズを介して集光される位置に端面が位置するように配置された第２の出射光用光ファイバと、を備え、
前記第１のレンズの第１面が前記入射光の光軸に対して傾斜した平面であり、誘電体多層膜からなる反射防止膜と前記第２の光学フィルタは前記第１面に密着するように設けられ、
前記第１のレンズは、前記第１面に相当する第１の端面と前記第２面に相当する第２の端面とを有する屈折率分布型ロッドレンズであり、
前記第１のレンズの第１面上の、前記入射光用光ファイバの端面から出射される前記入射光が通過する入射光通過領域には前記反射防止膜のみが形成されると共に、前記第１の光学フィルタからの反射光が通過する出射光通過領域には前記第２の光学フィルタのみが形成されており、
前記第２の光学フィルタは、高屈折率誘電体膜と低屈折率誘電体膜とが交互に多数積層された誘電体多層膜であり、前記高屈折率誘電体膜の光学膜厚と低屈折率誘電体膜の光学膜厚をそれぞれ３λ／４と３λ／４、λ／４と３λ／４、あるいは３λ／４とλ／４としたことを特徴とする波長多重光カプラ。
請求項４に記載の波長多重光カプラにおいて、
前記第１の波長と第２の波長は、１２６０〜１３６０ｎｍ、１４８０〜１５００ｎｍ、および１５５０〜１５６０ｎｍの各波長範囲のいずれかを含むことを特徴とする波長多重光カプラ。