JP2005352038A - 光分岐モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】 小型化に適しており、分岐拡張性に優れた光分岐モジュールを提供する。
【解決手段】入射信号光の一部を反射して分岐信号光を形成するとともに、入射信号光の残部を透過する複数の半透過層１３ａ、１３ｂ、１３ｃが、互いに間隔をおいて設けられている光分岐素子１０と、入射信号光を半透過層１３ａ、１３ｂ、１３ｃに対して斜めに入射させる入射手段（光ファイバコード１５）と、１つの半透過層で反射された分岐信号光の一部が光分岐素子１０の内部で再び反射されて生じる副反射光の光路が、他の半透過層で反射された分岐信号光の光路と重なる多重反射を防止する多重反射防止手段を備えた光分岐モジュール。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光分岐モジュールに関する。

１つの入射光のパワーを複数（Ｎ）に分岐する光分岐モジュールは、例えばＦＴＴＨ(fiber to the home)またはＦＴＴＰ（fiber to the premises)等、各種建物に光ファイバを引き込むシステムにおける、加入者装置の手前で光を多数に合分岐するための光モジュールとして用いられるほか、光ＬＡＮや測定機器内など、光パワーを複数に分岐する各種の光線路系等で広く用いられる。かかる光分岐モジュールとして、例えば複数本の光ファイバを融着延伸してなる光ファイバカプラ型のものがよく知られている。

下記特許文献１は、波長が異なる複数の光を含む多重光を、各波長の光に分離する波長合分波器に関するもので、所定波長の光を選択的に反射し、残部を透過する複数の波長選択フィルタ層が間隔をおいて配されている構造が開示されている。
該特許文献１に記載の発明と本発明とは、光の反射および透過機能を有する複数の膜（例えば、前記波長選択フィルタ）が、間隔をおいて設けられている点では共通するが、本発明が任意波長の入射光のパワーを複数に分岐する光分岐モジュールであるのに対して、該特許文献１に記載の発明は多重光を波長毎に分離する波長合分波器である点で異なる。かかる波長合分波器にあっては、分離された複数の光は波長が互いに異なるので、モジュール内部で多重反射が生じても問題ない。
特開２００２−１６９０５４号公報

近年、光伝送の高密度化に伴って、各種光部品の小型化や大容量化への要求は益々高まっているが、光ファイバカプラ型の光分岐モジュールは、小型化が難しいという問題、および分岐数（Ｎ）を増加させる分岐拡張性に劣るという問題があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、小型化に適しており、分岐拡張性に優れた光分岐モジュールを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の光分岐モジュールは、入射信号光の一部を反射して分岐信号光を形成するとともに、該入射信号光の残部を透過する複数の半透過層が、互いに間隔をおいて設けられている光分岐素子と、前記入射信号光を前記半透過層に対して斜めに入射させる入射手段と、１つの半透過層で反射された分岐信号光の一部が前記光分岐素子の内部で再び反射されて生じる副反射光の光路が、他の半透過層で反射された分岐信号光の光路と重なる多重反射を防止する多重反射防止手段を備えていることを特徴とする。

前記複数の半透過層が互いに平行であることが好ましい。
前記多重反射防止手段として、隣り合う半透過層の間隔を不均一に形成する構成がある。
または、前記多重反射防止手段として、前記光分岐素子が、前記半透過層と、該半透過層の透過光を透過する固体媒質層とが交互に積層された積層ブロックからなっており、前記積層ブロックの外面の一部が前記半透過層に対して斜めの傾斜面からなっており、１つの半透過層で反射された分岐信号光が他の半透過層に達する前に前記傾斜面を透過する構成がある。
前記積層ブロックの前記傾斜面上に、該傾斜面を透過した分岐信号光を透過させる固体媒質ブロックが接合されている構成とすることができる。
前記固体媒質ブロックに、前記傾斜面を透過した分岐信号光を反射させる反射層が設けられている構成とすることができる。
前記入射手段が、入射信号光の進行方向を変更する光路変更手段を含む構成とすることができる。

本発明によれば、小型化に適しており、分岐拡張性に優れた光分岐モジュールが得られる。

図１は本発明の光分岐モジュールの第１の実施形態を一部断面視して示した概略構成図である。本実施形態の光分岐モジュールは、ブロック状の光分岐素子１０と、光分岐素子１０の入射面に対向して設けられた光ファイバコード１５（入射手段）と、光分岐素子１０の出射面に対向して設けられた光ファイバアレイ１７と、光ファイバアレイ１７と光分岐素子１０との間に設けられたレンズアレイ１６とから概略構成されている。図１において、光分岐素子１０は断面を示しており、光ファイバアレイ１７は一部断面を示している。図中の一点鎖線は光軸を示している。
光分岐素子１０は、積層ブロック１１と、該積層ブロック１１の傾斜面１１ａ上に接合された固体媒質ブロック１４とからなっており、全体は直方体状に形成されている。光分岐素子１０の入射面と出射面は、光分岐素子１０の外面のうちの対向する２面をなしている。

積層ブロック１１は、光透過性の固体媒質層１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄと、入射信号光の一部を反射し残部を透過する半透過層１３ａ、１３ｂ、１３ｃとが交互に積層された直方体または立方体のブロックを、半透過層１３ａ、１３ｂ、１３ｃに対して所定の一定角度で交わる傾斜面１１ａで切断した形状に形成されている。傾斜面１１ａの傾斜角度（図中、Ａで示す）と、後述する入射信号光の積層ブロック１１への入射角度αとの関係は、積層ブロック１１の材料における屈折率を加味して決められる。例えば、傾斜角度Ａは（α／１．５）の値と略等しく設定される。
積層ブロック１１において、半透過層１３ａ、１３ｂ、１３ｃの積層方向（図中Ｘで示す）両端の最外層はいずれも固体媒質層１２ａ、１２ｄからなる。
また前記積層方向（Ｘ）に対して垂直で、傾斜面１１ａから、該傾斜面１１ａに対向する面に垂直に向かう方向（図中Ｙで示す。以下、幅方向ということもある。）における、積層ブロック１１の幅は、積層方向（Ｘ）に沿う方向において、入射面側から出射面側に向かって漸次拡大している。
なお、図中のＸ方向およびＹ方向の両方に垂直な方向をＺ方向とするとき、傾斜面１１ａはＺ方向に平行な面となっている。

固体媒質層１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは、例えばガラスなどの透明材料からなる基板を用いて構成され、各層とも同じ材料で構成することが好ましい。各固体媒質層１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの層内にける厚さはそれぞれ均一であり、したがって、複数の半透過層１３ａ、１３ｂ、１３ｃは互いに平行となっている。また本実施形態においては、異なる固体媒質層１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄどうしの厚さも等しく形成されている。各固体媒質層１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの厚さは、特に限定されないが、該厚さによって光分岐素子１０から出射される複数の分岐信号光の光路間の距離Ｄが変化し得る。本実施形態において、各固体媒質層１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの厚さは
１．５〜２．５ｍｍ程度に好ましく設定される。なお、入射側の最外層をなす固体媒質層１２ａの厚さは、出射される分岐信号光の光路間の距離Ｄに影響しないので、他の固体媒質層１２ｂ、１２ｃ、１２ｄとは異なる厚さとすることもできる。

半透過層１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、例えば金属薄膜、半導体膜、ＴｉＯ_２とＳｉＯ_２からなる誘電体多層膜、またはＴａ_２Ｏ_５とＳｉＯ_２からなる誘電体多層膜等で構成することができる。各半透過層１３ａ、１３ｂ、１３ｃにおける反射率は、それぞれ得ようとする光の分岐比等に応じて適宜設定することができる。
積層ブロック１１の入射側の外面１１ｂ、すなわち入射側の最外層をなす固体媒質層１２ａの入射側の外面には無反射層（図示略）が設けられている。また、積層ブロック１１の出射側の外面１１ｃ、すなわち出射側の最外層をなす固体媒質層１２ｄの出射側の外面には反射層（図示略）が設けられている。積層ブロック１１の出射側の外面１１ｃにおける反射率は、好ましくは９８〜１００％程度とされる。

固体媒質ブロック１４は、積層ブロック１１と積層方向（Ｘ）方向における大きさが同じである直方体または立方体を、積層ブロック１１の傾斜面１１ａと同じ角度の傾斜面で切断した形状に形成されている。固体媒質ブロック１４は、積層ブロック１１の固体媒質層１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄと同じ材料で構成されていることが好ましく、例えばガラスなどの透明材料で構成される。
固体媒質ブロック１４の入射側の外面１４ｂには反射層（図示略）が設けられている。この外面１４ｂの反射層は、透過層１３ａ、１３ｂ、１３ｃと平行であり、反射率は好ましくは９８〜１００％程度とされる。また、固体媒質ブロック１４の出射側の外面１４ｃには無反射層（図示略）が設けられている。

積層ブロック１１と固体媒質ブロック１４との接合は接着剤を用いてもよいが、両者の界面で反射が生じないようにするために、固体媒質ブロック１４および積層ブロック１１と光の屈折率が同程度である光透過性の接着剤を用いるのが好ましい。また、積層ブロック１１の傾斜面１１ａと固体媒質ブロック１４の傾斜面を、いずれも面精度λ／４以下に研磨加工して両面をオプティカルコンタクトにより接合させることも好ましい。

光ファイバコード１５は、光ファイバ１５ａと、その出射端に設けられたレンズ１５ｂを備えている。光ファイバコード１５は、光ファイバ１５ａから出射される入射信号光が、積層ブロック１１の入射側の外面１１ｂに対して斜めに入射されるように配置されている。すなわち、入射信号光の入射方向は、Ｚ方向に対して垂直で、積層ブロック１１の入射側の外面１１ｂに対して鋭角に入射するように設定される。
入射信号光の入射角度αは、大きくなるほど挿入（通過）損失や偏光依存性損失が大きくなるので、その点では０°に近い方が好ましいが、小さ過ぎると半透過層１３ａ、１３ｂ、１３ｃで反射された分岐信号光の光路間の距離Ｄが小さくなり、その結果、分岐信号光どうしの間で干渉が生じるので、これらの不都合が生じない範囲で設定される。したがって、半透過層１３ａ、１３ｂ、１３ｃどうしの間隔の大きさにもよるが、例えばαは１０〜２０°程度に好ましく設定される。
入射信号光が、積層ブロック１１の入射側の外面１１ｂへ入射する位置は、この入射位置から積層ブロック１１の傾斜面１１ａまでの距離（図中Ｂで示す。）が大きすぎると、半透過層１３ａ、１３ｂ、１３ｃで反射された分岐信号光が、傾斜面１１ａに至る前に他の半透過層に達してしまうので、このような不都合が生じない範囲で設定される。

光ファイバアレイ１７は、テープ状の光ファイバケーブル１７ｃの端部から複数本の光ファイバ１７ａが口出しされており、口出しされた光ファイバ１７ａの先端にファイバアレイガイド１７ｂが設けられ、複数の光ファイバ１７ａが互いに平行に、かつ等間隔に整列されたものである。レンズアレイ１６は、複数の光を、各光軸の方向を変更させずに集束させる機能を有するものであればよく、一般的なレンズアレイを用いることができる。
光ファイバアレイ１７およびレンズアレイ１６は、その光軸が、光分岐素子１０から出射される分岐信号光の光軸と一致するように配置されている。すなわち、光ファイバアレイ１７およびレンズアレイ１６の光軸は、光軸積層ブロック１１の出射側の外面１１ｃに対して斜めとなっている。

本実施形態の光分岐モジュールにあっては、光ファイバコード１５から出射された入射信号光が、光分岐素子１０の積層ブロック１１に斜めに入射される。積層ブロック１１に入射された入射信号光は、入射側の最外層をなす固体媒質層１２ａを透過して、１番目の半透過層１３ａに達し、その一部が反射されて１番目の分岐信号光となり、残部は１番目の半透過層１３ａを透過する。
１番目の半透過層１３ａで反射された１番目の分岐信号光は、積層ブロック１１の傾斜面１１ａを透過し、さらに固体媒質ブロック１４内を透過して固体媒質ブロック１４の入射側の外面１４ｂに設けられた反射層で反射された後、固体媒質ブロック１４の出射側の外面１４ｃから光分岐素子１０の外部へ出射される。
一方、１番目の半透過層１３ａを透過した信号光は、２番目の半透過層１３ｂに達し、その一部が反射されて２番目の分岐信号光となり、残部は２番目の半透過層１３ｂを透過する。
２番目の半透過層１３ｂで反射された２番目の分岐信号光は、１番目の分岐信号光と略平行な光路を経て、積層ブロック１１の傾斜面１１ａを透過し、固体媒質ブロック１４の入射側の外面１４ｂの反射層で反射されて、固体媒質ブロック１４の出射側の外面１４ｃから出射される。
一方、２番目の半透過層１３ｂを透過した信号光は、３番目の半透過層１３ｃに達し、その一部が反射されて３番目の分岐信号光となり、残部は３番目の半透過層１３ｃを透過する。

そして、３番目の半透過層１３ｃで反射された３番目の分岐信号光も、１、２番目の分岐信号光と略平行な光路を経て、同様に光分岐素子１０から出射される。
一方、３番目の半透過層１３ｃを透過した信号光は、積層ブロック１１の出射側の外面１１ｃで反射されて４番目の分岐信号光となり、１〜３番目の分岐信号光と略平行な光路を経て、同様に光分岐素子１０から出射される。
このようにして、光分岐素子１０の固体媒質ブロック１４の出射側の外面１４ｃから、４つの分岐信号光が、互いの光路が平行な状態で出射される。また、本実施形態では、１〜３番目の半透過層１３ａ、１３ｂ、１３ｃの各間隔、および３番目の半透過層１３ｃと積層ブロック１１の出射側の外面１１ｃとの間隔がいずれも等しく形成されているので、これら４つの分岐信号光の光路（光軸）どうしの間隔Ｄは互いに等しくなる。
光分岐素子１０から出射された４つの分岐信号光は、レンズアレイ１６でそれぞれ集束されて光ファイバアレイ１７を構成している複数の光ファイバ１７ａのうちの４本にそれぞれ入射される。

ここで、光分岐素子１０から出射された４つの分岐信号光の光軸と、光ファイバアレイ１７における任意の４本の光ファイバ１７ａの光軸とが一致するように構成することが必要であるが、例えば、４つの分岐信号光の光軸どうしの間隔Ｄは、４つの固体媒質層のうち、出射側の３つの固体媒質層１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの厚さによって調整することができる。または、入射信号光の光分岐素子１０への入射角度αの設定を変えることによっても調整可能である。
あるいは、光ファイバアレイ１７における光ファイバ１７ａの間隔を、分岐信号光の光軸どうしの間隔Ｄに合わせて設定してもよい。

なお、傾斜面１１ａの傾斜角度Ａおよび入射信号光の入射角度αは各半透過層１３ａ、１３ｂ、１３ｃで反射された分岐信号光が自身とは別の半透過層に達する前に傾斜面１１ａに至る範囲で変更可能である。

本実施形態の光分岐モジュールは、１つの入射信号光のパワーを光分岐素子１０で４つに分岐し、それぞれ分岐信号光として出射することができる。光分岐素子１０から出射される分岐信号光は、光軸が互いに平行で、光軸間の間隔Ｄが等しい状態で得られるので、光ファイバアレイ１７の光ファイバ１７ａに容易に入射させることができる。
また、光分岐素子１０はブロック状であり、固体媒質層１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの厚さや、半透過層１３ａ、１３ｂ、１３ｃの数の変更等が容易である。したがって、小型化に適しており、分岐数の拡張も容易に行うことができる。また、光分岐モジュールの小型化を達成することにより、低損失化、温度安定性の向上を実現することができる。

また特に、本実施形態の光分岐モジュールは、光分岐素子１０を構成する積層ブロック１１の外面のうちの一面が傾斜面１１ａとなっているので、１つの半透過層で反射された分岐信号光が他の半透過層に達する前にこの傾斜面１１ａを透過するように入射位置を設定することにより、光分岐素子１０内での多重反射を防止することができる。
ここで、多重反射とは、例えば図４に示すように、１つの半透過層（例えば１番目の半透過層１３ａ）で反射された分岐信号光（図中、実線で示す）の一部が光分岐素子４０の内部で再び反射されて生じる副反射光（図中、破線で示す）の光路が、他の半透過層（例えば２番目の半透過層１３ｂ）で反射された分岐信号光の光路と重なることをいう。なお、図４において、図１と同じ構成要件には同じ符号を付している。

また、光分岐素子１０において、積層ブロック１１の傾斜面１１ａ上に固体媒質ブロック１４が接合されていない場合には、半透過層１３ａ、１３ｂ、１３ｃで反射された分岐信号光は、積層ブロック１１の傾斜面１１ａに達し、該傾斜面１１ａと光分岐素子の雰囲気（例えば空気）との界面を透過して光分岐素子の外部へ出射されることになるが、入射角度αが小さくなるほど、該界面に対する分岐信号光の入射角度が小さくなり、臨界角を超えると、該界面で分岐信号光が全反射されて光分岐素子の外部へ出射されなくなる。これに対して、本実施形態のように、積層ブロック１１の傾斜面１１ａ上に固体媒質ブロック１４が接合されている構成にあっては、積層ブロック１１の固体媒質層１２ｂ、１２ｃ、１２ｄと、固体媒質ブロック１４との屈折率を略等しくすることによって、両者の界面における全反射を効果的に抑えることができるので、入射信号光の光分岐素子１０への入射角度αを小さく設定することが可能となる。該入射角度αを小さくすることによって挿入損失や偏光依存性損失を低減させることができる。

また、本実施形態の光分岐モジュールは、光分岐素子１０を構成する固体媒質ブロック１４の入射側の外面１４ｂに反射層が設けられているので、分岐信号光を、光分岐素子１０の入射側とは反対側へ出射することができる。
また、固体媒質ブロック１４の外面１４ｂに設けられた反射層が半透過層１３ａ、１３ｂ、１３ｃと平行であるので、入射信号光の光軸方向と分岐信号光の光軸方向とが平行になり、構成部品等の光軸合わせが容易であり、組み立て作業上好ましい。

図２は本発明の光分岐モジュールの第２の実施形態を一部断面視して示した概略構成図である。本実施形態の光分岐モジュールは、ブロック状の光分岐素子２０の一面に対向して、光分岐素子２０側から順に、プリズム２８（光路変更手段）、レンズアレイ１６、および光ファイバアレイ１７が設けられている。光分岐素子２０とプリズム２８は基体２９上に一体的に設けられている。本実施形態において、プリズム２８、レンズアレイ１６、および光ファイバアレイ１７からなる光学系は、入射信号光を光分岐素子２０に入射させる入射手段と、光分岐素子２０から出射される分岐信号光を光ファイバ１７ａに入射させて伝送する手段とを兼ねている。
図２において、光分岐素子２０は断面を示している。図中の一点鎖線は光軸を示している。図１と同じ構成要素には同じ符号を付してその説明を省略する。

本実施形態における光分岐素子２０が、第１の実施形態における光分岐素子１０と異なる点は、積層ブロック１１の傾斜面１１ａ上に接合された固体媒質ブロック２４の、プリズム２８に対向する面（以下、出射面２４ｂという。）に反射層を設けず、無反射層（図示略）を設けた点である。
また、本実施形態の光分岐素子２０は、入射信号光が入射される側に分岐信号光が出射されるようになっており、積層ブロック１１のプリズム２８に対向する面を「入射面１１ｂ」と称し、これに対向する面を「反射面１１ｃ」と称するが、これらの面の構成はそれぞれ第１の実施形態における入射側の面１１ｂおよび出射側の面１１ｃと同じである。

本実施形態において、光ファイバアレイ１７は、光ファイバ１７ａの光軸が積層ブロック１１の入射面１１ｂに対して垂直になるように配置されている。
プリズム２８は、光ファイバアレイ１７の光ファイバ１７ａから出射される入射信号光の進行方向を、積層ブロック１１の入射面１１ｂに対して斜めとなるように変更するとともに、固体媒質ブロック２４の出射面２４ｂから斜めに出射される分岐信号光の進行方向を、光ファイバ１７ａの光軸と平行になるように変更するように構成されている。
積層ブロック１１の入射面１１ｂに対する入射信号光の入射角度α、および入射位置は、第１の実施形態と同様に設定することができる。

本実施形態の光分岐モジュールにあっては、光ファイバアレイ１７を構成する光ファイバ１７ａのうちの１つから出射された入射信号光が、光分岐素子２０の積層ブロック１１に斜めに入射される。
積層ブロック１１に入射された入射信号光は、入射側の最外層をなす固体媒質層１２ａを透過して、１番目の半透過層１３ａに達し、ここで反射された１番目の分岐信号光が、積層ブロック１１の傾斜面１１ａを透過し、さらに固体媒質ブロック２４を透過して出射面２４ｂから光分岐素子２０の外部へ出射される。
１番目の半透過層１３ａを透過した信号光は、２番目の半透過層１３ｂに達し、ここで反射された２番目の分岐信号光が、１番目の分岐信号光と略平行な光路を経て、積層ブロック１１の傾斜面１１ａを透過し、固体媒質ブロック２４の出射面２４ｂから出射される。
２番目の半透過層１３ｂを透過した信号光は、３番目の半透過層１３ｃに達し、ここで反射された３番目の分岐信号光が、１、２番目の分岐信号光と略平行な光路を経て、同様に光分岐素子２０から出射される。
３番目の半透過層１３ｃを透過した信号光は、積層ブロック１１の反射面１１ｃで反射されて４番目の分岐信号光となり、１〜３番目の分岐信号光と略平行な光路を経て、同様に光分岐素子２０から出射される。
このように光分岐素子２０の固体媒質ブロック２４の出射面２４ｂから、４つの分岐信号光が、互いの光路が平行な状態で出射される。これら４つの分岐信号光の光路（光軸）どうしの間隔Ｄは互いに等しくなっている。
光分岐素子２０から出射された４つの分岐信号光は、レンズアレイ１６でそれぞれ集束されて光ファイバアレイ１７を構成している複数の光ファイバ１７ａのうちの４本にそれぞれ入射される。

本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、光分岐素子２０から出射された４つの分岐信号光の光軸と、光ファイバアレイ１７における任意の４本の光ファイバ１７ａの光軸とが一致するように構成される。

なお本実施形態でも、第１の実施形態と同様に、傾斜面１１ａの傾斜角度Ａは、各半透過層１３ａ、１３ｂ、１３ｃで反射された各分岐信号光が、それぞれ別の半透過層に達する前に傾斜面１１ａに至る範囲で設定することができる。
また、本実施形態では、光分岐素子２０とプリズム２８とが基体２９上に一体的に設けられているが、プリズム２８は光分岐素子２０と別体としてもよい。またプリズム２８とレンズアレイ１６と光ファイバアレイ１７とを一体的に設けてもよい。

本実施形態の光分岐モジュールにあっては、第１の実施形態と同様の作用効果が得られる他、特に、光分岐素子２０を構成する固体媒質ブロック２４の出射面２４ｂを分岐信号光が透過するように構成されているので、光分岐素子１０の入射側へ分岐信号光を出射させることができる。したがって、１つの光ファイバアレイ１７で、入射信号光の伝送と分岐信号光の伝送を行うことができ、モジュールの小型化を図るうえで好ましい。

図３は本発明の光分岐モジュールの第３の実施形態における光分岐素子３０を示した断面図である。図１と同じ構成要素には同じ符号を付してその説明を省略する。
本実施形態における光分岐素子３０が、第１の実施形態における光分岐素子１０と異なる点は、光分岐素子３０が直方体状で傾斜面１１ａを有しない積層ブロックからなる点、および異なる固体媒質層３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄどうしの厚さが、互い異なっている点である。
本実施形態の光分岐素子３０は、入射信号光が入射される側に分岐信号光が出射されるようになっている。したがって、入射信号光が入射され、かつ分岐信号光が出射される面を「入出射面３１ｂ」と称し、これに対向する面を「反射面３１ｃ」と称するが、これらの面の構成はそれぞれ第１の実施形態における積層ブロック１１の入射側の外面１１ｂおよび出射側の外面１１ｃと同じである。

本実施形態において、固体媒質層３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄは、各層の厚さが、入出射面３１ｂから反射面３１ｃに向かって漸次増大するように構成されている。各層内においては、厚さ均一である。したがって、複数の半透過層１３ａ、１３ｂ、１３ｃは互いに平行であり、隣り合う半透過層の間隔は不均一となっている。
各固体媒質層３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄの厚さは特に限定されないが、該厚さによって光分岐素子３０から出射される複数の分岐信号光の光軸間の距離Ｄが変化し得る。また、各層の厚さに差を設けることによって多重反射を防止することができる。本実施形態において、各固体媒質層３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄの厚さは、例えば０．５〜５ｍｍ程度の範囲内で好ましく設定され、異なる固体媒質層どうしの厚さの差は１〜３ｍｍ程度の範囲内で好ましく設定される。

本実施形態の光分岐モジュールにおいて、入射信号光を光分岐素子３０に、半透過層１３ａ、１３ｂ、１３ｃに対して斜めに入射させる入射手段、および光分岐素子３０から出射される分岐信号光を伝送する手段は、特に限定されない。例えば、第１の実施形態における光ファイバコード１５、光ファイバアレイ１７、レンズアレイ１６、および必要に応じてプリズム等の光路変更手段などを適宜組み合わせた光学系を用いることができる。
光分岐素子３０の入出射面３１ｂに対する入射信号光の入射角度αは、第１の実施形態と同様に設定することができる。入射信号光の入射位置は任意に設定することができる。

本実施形態の光分岐モジュールにあっては、入射信号光が、光分岐素子３０の入出射面３１ｂに斜めに入射される。
光分岐素子３０に入射された入射信号光は、入射側の最外層をなす固体媒質層３２ａを透過して、１番目の半透過層１３ａに達し、ここで反射された１番目の分岐信号光が、入出射面３１ｂから光分岐素子３０の外部へ出射される。
１番目の半透過層１３ａを透過した信号光は、２番目の半透過層１３ｂに達し、ここで反射された２番目の分岐信号光が、１番目の分岐信号光と略平行な光路を経て、入出射面３１ｂから出射される。
２番目の半透過層１３ｂを透過した信号光は、３番目の半透過層１３ｃに達し、ここで反射された３番目の分岐信号光が、１、２番目の分岐信号光と略平行な光路を経て、同様に光分岐素子３０から出射される。
３番目の半透過層１３ｃを透過した信号光は、反射面３１ｃで反射されて４番目の分岐信号光となり、１〜３番目の分岐信号光と略平行な光路を経て、同様に光分岐素子３０から出射される。
本実施形態では、光分岐素子３０の入出射面３１ｂから出射される４つの分岐信号光は、互いの光路は平行であるが、該分岐信号光の光路（光軸）どうしの間隔Ｄは互いに異なっている。

本実施形態の光分岐モジュールは、１つの入射信号光のパワーを光分岐素子３０で４つに分岐し、互いに平行な分岐信号光として出射することができる。
また、光分岐素子３０は第１の実施形態と同様にブロック状であり、設計変更が容易なので、小型化に適しており、分岐数の拡張も容易に行うことができる。また、光分岐モジュールの小型化を達成することにより、低損失化、温度安定性の向上を実現することができる。

また特に、本実施形態の光分岐モジュールは、光分岐素子３０において隣り合う半透過層１３ａ、１３ｂ、１３ｃどうしの間隔が不均一に形成されているので、これによって光分岐素子３０内での多重反射を防止することができる。
すなわち、本実施形態では、図３に示すように、１つの半透過層（例えば１番目の半透過層１３ａ）で反射された分岐信号光（図中、実線で示す）の一部が光分岐素子３０の内部で再び反射されて副反射光（図中、破線で示す）が生じても、半透過層１３ａ、１３ｂ、１３ｃどうしの間隔が不均一に形成されているので、該副反射光の光路が、他の半透過層（例えば２番目の半透過層１３ｂ）で反射された分岐信号光の光路と重なず、多重反射が防止される。
また、光分岐素子３０が傾斜面を有しない積層ブロックのみからなるので、光分岐素子３０の製造が容易であるほか、入射位置の自由度が高いという利点も有する。

なお、上記の各実施形態では半透過層が３層の例を挙げて説明したが、半透過層の数は得ようとする分岐信号光の数に応じて適宜変更可能である。
また、上記の各実施形態では複数の半透過層を互いに平行としたが、必ずしも平行でなくてもよく、略平行でも同様にして光分岐を行うことができる。半透過層を略平行とする構成によっても多重反射を防止することができる。複数の分岐信号光を互いに平行な状態で得るには、複数の半透過層を互いに平行とすることが好ましい。
また、上記の各実施形態では、本発明にかかる光分岐モジュールを用いて光を分岐する場合について述べたが、信号光の進行方向が逆向きであれは、複数の光が１つの光に結合される。すなわち、本発明の光分岐モジュールは、信号光の進行方向を逆向きにして、光結合モジュールとして用いることもできる。又、波長を分離する波長分岐素子としての利用も可能である。

（実施例１）
図１に示す構成の光分岐モジュールを構成した。
まず、厚さ２．１４ｍｍからなるガラス板（固体媒質層）の一面上に、Ｔａ_２Ｏ_５とＳｉＯ_２からなる誘電体多層膜（半透過層）をイオンアシスト蒸着法により形成したものを、ガラス板と誘電体多層膜が交互になるように３枚積層して互いに接着させ、さらに最外層の誘電体多層膜上に前記ガラス板を積層、接着してブロック体を作製した。このブロック体を、誘電体多層膜に対して斜めの傾斜面１１ａで切断して積層ブロック１１を作製した。
これとは別に、ガラス製のブロックを斜めの傾斜面で切断して上記積層ブロック１１と外形が同一の固体媒質ブロック１４を作製した。
得られた積層ブロック１１の傾斜面１１ａと固体媒質ブロック１４の傾斜面とを接合させ、透明接着剤で一体化して直方体状の光分岐素子１０を作製した。
光分岐素子１０において、傾斜面１１ａの傾斜角度Ａは６．６５°とした。また、入射側から順に、１番目の半透過層１３ａの反射率は２５％、２番目の半透過層１３ｂの反射率は２５％、３番目の半透過層１３ｃの反射率は２５％、とした。
積層ブロック１１の出射側の外面１１ｃにＴａ_２Ｏ_５とＳｉＯ_２からなる反射膜をイオンアシスト蒸着法により形成し、反射率を９９％とした。固体媒質ブロック１４の入射側の外面１４ｂにＴａ_２Ｏ_５とＳｉＯ_２からなる反射膜をイオンアシスト蒸着法により形成し、反射率を９９％とした。
光ファイバアレイ１７は、８本の光ファイバ１７ａが並行かつ一列に整列されており、隣り合う光ファイバ１７ａの光軸間の距離が５００μｍであるものを用いた。
光ファイバコード１５から出射された入射信号光の、光分岐素子１０の積層ブロック１１への入射角度αは１０°とし、入射位置から傾斜面１１ａまでの距離Ｂは０．５ｍｍとした。

かかる構成の光分岐モジュールを用いて、入射信号光の分岐を行った。すなわち、レーザ光源から波長１５５０ｎｍの光を光分岐素子１０に入射し、光分岐素子１０から出射された４つの分岐信号光について、それぞれ光パワーメータで出力強度を測定した。４つの分岐信号光を、出射位置が傾斜面１１ａに近い方から分岐信号光１，２，３，４とするとき、２５℃における挿入損失は、下記の通りであった。なお、下記の挿入損失の値は理論上の分岐損失（６ｄＢ）を除いた値である。
分岐信号光１ ０．３２ｄＢ
分岐信号光２ ０．５１ｄＢ
分岐信号光３ ０．７５ｄＢ
分岐信号光４ ０．８９ｄＢ
また、光分岐モジュールの雰囲気温度を０〜６５℃の範囲で変化させたときの、出力強度の変動幅（温度依存性）は、下記の通りであった。
分岐信号光１ ０．１２ｄＢ
分岐信号光２ ０．１０ｄＢ
分岐信号光３ ０．１５ｄＢ
分岐信号光４ ０．２０ｄＢ

（実施例２）
実施例１で作製した光分岐素子１０において、固体媒質ブロック１４の入射側の外面１４ｂに反射膜を設けず、その代わり無反射層を設けた他は同様にして、図２に示す構成の光分岐素子２０を作製した。
光ファイバアレイ１７としては、８本の光ファイバ１７ａが並行かつ一列に整列されており、隣り合う光ファイバ１７ａの光軸間の距離が５００μｍであるものを用いた。
光ファイバアレイ１７から出射された入射信号光の、光分岐素子２０の積層ブロック１１への入射角度α、および入射位置から傾斜面１１ａまでの距離Ｂは、実施例１と同じとした。

かかる構成の光分岐モジュールを用いて、入射信号光の分岐を行った。光分岐素子２０から出射された４つの分岐信号光について、実施例１と同様にして評価した。
２５℃における挿入損失を測定した結果を以下に示す。
分岐信号光１ ０．２６ｄＢ
分岐信号光２ ０．４５ｄＢ
分岐信号光３ ０．６２ｄＢ
分岐信号光４ ０．７５ｄＢ
また、実施例１と同様にして、出力強度の温度依存性（変動幅）を測定した結果を以下に示す。
分岐信号光１ ０．１０ｄＢ
分岐信号光２ ０．１１ｄＢ
分岐信号光３ ０．１２ｄＢ
分岐信号光４ ０．１５ｄＢ

（比較例）
複数本の光ファイバを融着延伸してなる光ファイバカプラ型の光分岐器（製品名；１×４Ｃｏｕｐｌｅｒ、住友大阪セメント社製）を用い、入射信号光を４つに分岐した。光分岐器から出射された４つの分岐信号光について、実施例１と同様にして評価した。
２５℃における挿入損失を測定した結果を以下に示す。
分岐信号光１ ０．３５ｄＢ
分岐信号光２ ０．６２ｄＢ
分岐信号光３ ０．４７ｄＢ
分岐信号光４ ０．５５ｄＢ
また、実施例１と同様にして、出力強度の温度依存性（変動幅）を測定した結果を以下に示す。
分岐信号光１ ０．１５ｄＢ
分岐信号光２ ０．２２ｄＢ
分岐信号光３ ０．１６ｄＢ
分岐信号光４ ０．２５ｄＢ

本発明にかかる光分岐モジュールの第１の実施形態を示す概略構成図である。 本発明にかかる光分岐モジュールの第２の実施形態を示す概略構成図である。 本発明にかかる光分岐モジュールの第３の実施形態を示す概略構成図である。 多重反射の説明図である。

符号の説明

１０、２０、３０、４０…光分岐素子、１１、３１…積層ブロック、１１ａ…傾斜面、
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ…固体媒質層、
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ…半透過層、１４、２４…固体媒質ブロック、
１５…光ファイバコード（入射手段）、２８…プリズム（光路変更手段）。

Claims (7)

1. 入射信号光の一部を反射して分岐信号光を形成するとともに、該入射信号光の残部を透過する複数の半透過層が、互いに間隔をおいて設けられている光分岐素子と、
   前記入射信号光を前記半透過層に対して斜めに入射させる入射手段と、
   １つの半透過層で反射された分岐信号光の一部が前記光分岐素子の内部で再び反射されて生じる副反射光の光路が、他の半透過層で反射された分岐信号光の光路と重なる多重反射を防止する多重反射防止手段を備えていることを特徴とする光分岐モジュール。
2. 前記複数の半透過層が互いに平行であることを特徴とする請求項１記載の光分岐モジュール。
3. 前記多重反射防止手段として、隣り合う半透過層の間隔が不均一に形成されていることを特徴とする請求項２記載の光分岐モジュール。
4. 前記多重反射防止手段として、前記光分岐素子が、前記半透過層と、該半透過層の透過光を透過する固体媒質層とが交互に積層された積層ブロックからなっており、前記積層ブロックの外面の一部が前記半透過層に対して斜めの傾斜面からなっており、１つの半透過層で反射された分岐信号光が他の半透過層に達する前に前記傾斜面を透過するように構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光分岐モジュール。
5. 前記積層ブロックの前記傾斜面上に、該傾斜面を透過した分岐信号光を透過させる固体媒質ブロックが接合されていることを特徴とする請求項４記載の光分岐モジュール。
6. 前記固体媒質ブロックに、前記傾斜面を透過した分岐信号光を反射させる反射層が設けられていることを特徴とする請求項５記載の光分岐モジュール。
7. 前記入射手段が、入射信号光の進行方向を変更する光路変更手段を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光分岐モジュール。
   
   

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