JPH1048439A - 光学フィルタ - Google Patents
光学フィルタInfo
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- JPH1048439A JPH1048439A JP20451496A JP20451496A JPH1048439A JP H1048439 A JPH1048439 A JP H1048439A JP 20451496 A JP20451496 A JP 20451496A JP 20451496 A JP20451496 A JP 20451496A JP H1048439 A JPH1048439 A JP H1048439A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical filter
- optical
- filter element
- groove
- waveguide
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Optical Filters (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 小形安定なものとする。
【解決手段】 基板21上に光導波路241 〜244 が
分岐形成され、これら導波路241 〜244 と交差して
基板21にマイクロ加工技術により溝25が形成され、
溝25内に多層膜光学フィルタ素子26が挿入固定され
る。フィルタ素子26の厚さが溝25に沿って変化され
(A)、又はフィルタ素子26と導波路241 〜244
とのなす角度が互いに異ならされている(B)。
分岐形成され、これら導波路241 〜244 と交差して
基板21にマイクロ加工技術により溝25が形成され、
溝25内に多層膜光学フィルタ素子26が挿入固定され
る。フィルタ素子26の厚さが溝25に沿って変化され
(A)、又はフィルタ素子26と導波路241 〜244
とのなす角度が互いに異ならされている(B)。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は光通信、光計測な
どの分野に用いられ、波長選択、波長分波、波長合波な
どを行う光学フィルタに関する。
どの分野に用いられ、波長選択、波長分波、波長合波な
どを行う光学フィルタに関する。
【0002】
【従来の技術】図3に従来の波長分波用光学フィルタを
示す。波長λ1 〜λ4 を含む入射光10が光ファイバ1
1の一端に入射され、光ファイバ11の他端は例えば4
つの光ファイバ121 〜124 に分岐され、その分岐光
ファイバ121 〜124 の遊端部は支持具131 〜13
4 に挿通保持され、支持具131 〜134 よりの出射光
はそれぞれレンズ141 〜144 でそれぞれ平行光とさ
れて光学フィルタ素子15に入射される。光学フィルタ
素子15は高屈折率層と低屈折率層とが積層された多層
膜フィルタであり、かつその長手方向において膜厚が徐
々に変化している。レンズ141 より光学フィルタ素子
15に入射された波長λ1 〜λ4 の光中の波長λ1 の光
のみが透過してレンズ161 で集光されて支持具171
内の光ファイバ181 の一端に入射される。同様にレン
ズ142 〜144 より光学フィルタ素子15に入射され
た光中のそれぞれ波長λ2 ,λ3 ,λ4 のみが透過し
て、それぞれレンズ162 〜164 でそれぞれ集光され
て支持具172 〜174 中の光ファイバ182 〜184
の各一端にそれぞれ入射され、光ファイバ181 〜18
4 からそれぞれ波長λ1 〜λ4 の各1波長の光が取出さ
れる。
示す。波長λ1 〜λ4 を含む入射光10が光ファイバ1
1の一端に入射され、光ファイバ11の他端は例えば4
つの光ファイバ121 〜124 に分岐され、その分岐光
ファイバ121 〜124 の遊端部は支持具131 〜13
4 に挿通保持され、支持具131 〜134 よりの出射光
はそれぞれレンズ141 〜144 でそれぞれ平行光とさ
れて光学フィルタ素子15に入射される。光学フィルタ
素子15は高屈折率層と低屈折率層とが積層された多層
膜フィルタであり、かつその長手方向において膜厚が徐
々に変化している。レンズ141 より光学フィルタ素子
15に入射された波長λ1 〜λ4 の光中の波長λ1 の光
のみが透過してレンズ161 で集光されて支持具171
内の光ファイバ181 の一端に入射される。同様にレン
ズ142 〜144 より光学フィルタ素子15に入射され
た光中のそれぞれ波長λ2 ,λ3 ,λ4 のみが透過し
て、それぞれレンズ162 〜164 でそれぞれ集光され
て支持具172 〜174 中の光ファイバ182 〜184
の各一端にそれぞれ入射され、光ファイバ181 〜18
4 からそれぞれ波長λ1 〜λ4 の各1波長の光が取出さ
れる。
【0003】固定体19に支持具131 〜134 ,17
1 〜174 、レンズ141 〜144,161 〜164 、
光学フィルタ素子15が相対関係を維持するように取付
けされている。
1 〜174 、レンズ141 〜144,161 〜164 、
光学フィルタ素子15が相対関係を維持するように取付
けされている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の光学フィルタ
は、支持具131 、平行光にするレンズ141 、集光レ
ンズ161 、支持具171 の位置合せが面倒であり、か
つ占有空間が大きくなる。更に図3に示したように、複
数の波長に分離する場合は、支持具131 〜134,1
71 〜174 、レンズ141 〜144 ,161 〜1
64 、光学フィルタ素子15の相互の位置合せが、互い
にばらばらであるため著しく手数がかかり、かつ周囲温
度の変動により、これら部品の相対的位置がずれるおそ
れがある。また全体の占有空間が大きいという問題もあ
った。
は、支持具131 、平行光にするレンズ141 、集光レ
ンズ161 、支持具171 の位置合せが面倒であり、か
つ占有空間が大きくなる。更に図3に示したように、複
数の波長に分離する場合は、支持具131 〜134,1
71 〜174 、レンズ141 〜144 ,161 〜1
64 、光学フィルタ素子15の相互の位置合せが、互い
にばらばらであるため著しく手数がかかり、かつ周囲温
度の変動により、これら部品の相対的位置がずれるおそ
れがある。また全体の占有空間が大きいという問題もあ
った。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明によれば光導波
路基板の表面に光導波路が形成され、その光導波路と交
差して、基板表面に溝が形成され、その溝に光学フィル
タ素子が挿入固定される。光導波路は1本の主導波路
と、その一端側に分岐接続され、ほぼ同一方向に延長さ
れた複数の分岐導波路とからなり、前記溝はこれら複数
の分岐導波路と交差し、かつ光学フィルタ素子は全ての
分岐導波路の端面と対向している。
路基板の表面に光導波路が形成され、その光導波路と交
差して、基板表面に溝が形成され、その溝に光学フィル
タ素子が挿入固定される。光導波路は1本の主導波路
と、その一端側に分岐接続され、ほぼ同一方向に延長さ
れた複数の分岐導波路とからなり、前記溝はこれら複数
の分岐導波路と交差し、かつ光学フィルタ素子は全ての
分岐導波路の端面と対向している。
【0006】光学フィルタ素子は溝の延長方向におい
て、厚さが変化している。光学フィルタ素子と分岐導波
路との交差角度は、各分岐導波路ごとに互いに異なって
いる。更に溝はマイクロ加工技術により形成されてい
る。
て、厚さが変化している。光学フィルタ素子と分岐導波
路との交差角度は、各分岐導波路ごとに互いに異なって
いる。更に溝はマイクロ加工技術により形成されてい
る。
【0007】
【発明の実施の形態】図1Aにこの発明の実施例を示
す。光導波路基板21の1表面上に光導波路22が形成
される。この例では光導波路22は主導波路部23とそ
の一端側に接続された複数の分岐導波路241 〜244
とよりなり、主導波路部23の一端面は基板21の一端
面と一致され、基板21の他端面に分岐導波路部241
〜244の端面が一致され、かつ分岐導波路部241 〜
244 は互いにほぼ平行とされている。
す。光導波路基板21の1表面上に光導波路22が形成
される。この例では光導波路22は主導波路部23とそ
の一端側に接続された複数の分岐導波路241 〜244
とよりなり、主導波路部23の一端面は基板21の一端
面と一致され、基板21の他端面に分岐導波路部241
〜244の端面が一致され、かつ分岐導波路部241 〜
244 は互いにほぼ平行とされている。
【0008】光導波路基板21の光導波路形成面上に分
岐導波路部241 〜244 と交差した溝25が形成さ
れ、その溝25に光学フィルタ素子26が挿入固定され
る。この例では溝25は直線状に形成され、光学フィル
タ素子26は高屈折率と低屈折率の膜を交互に積層して
なる薄板状であり、その膜厚は溝25に沿って徐々に変
化されている。つまり光学フィルタ素子26の一端の厚
さW1 に対し、他端の厚さW2 の方が大でありこれら間
で膜厚が徐々に変化している。溝25はマイクロ加工技
術により幅狭に形成されている。
岐導波路部241 〜244 と交差した溝25が形成さ
れ、その溝25に光学フィルタ素子26が挿入固定され
る。この例では溝25は直線状に形成され、光学フィル
タ素子26は高屈折率と低屈折率の膜を交互に積層して
なる薄板状であり、その膜厚は溝25に沿って徐々に変
化されている。つまり光学フィルタ素子26の一端の厚
さW1 に対し、他端の厚さW2 の方が大でありこれら間
で膜厚が徐々に変化している。溝25はマイクロ加工技
術により幅狭に形成されている。
【0009】マイクロ加工技術とは、セラミックまたは
ダイヤモンドの薄いブレードを高速で回転し、そのブレ
ードで基板を研削すると同時に、ブレードに注がれる研
削液に含まれるコロイダルシリカの様なポリッシング材
で、研削された溝の壁面をポリッシングし鏡面を得る加
工法である。したがって、光導波路基板21に幅の狭い
溝25を形成でき、かつ光導波路基板21に形成された
光導波路241 〜24 4 の溝25への出射面が鏡面に加
工されているため、そこでの損失が少ないという特徴が
ある。
ダイヤモンドの薄いブレードを高速で回転し、そのブレ
ードで基板を研削すると同時に、ブレードに注がれる研
削液に含まれるコロイダルシリカの様なポリッシング材
で、研削された溝の壁面をポリッシングし鏡面を得る加
工法である。したがって、光導波路基板21に幅の狭い
溝25を形成でき、かつ光導波路基板21に形成された
光導波路241 〜24 4 の溝25への出射面が鏡面に加
工されているため、そこでの損失が少ないという特徴が
ある。
【0010】光学フィルタ素子26の例として光学バン
ドパスフィルタ素子について説明する。光学バンドパス
フィルタ素子は、高屈折率nH と低屈折率nL の膜を厚
さd=λ/4n(λ:光の波長、n:屈折率)となるよ
うに交互に積み重ね、途中にスペーサ層と厚さd=λ/
2nのアブセンティー層を挿入したものである。例え
ば、光学バンドパスフィルタ素子で1560nmの光を
取り出す場合、高屈折率層の膜の材料として二酸化チタ
ン(nH =2.15)、低屈折率層の膜の材料として二
酸化珪素(nL =1.46)を使うと、それぞれの膜厚
を181.4nm、267.1nmとすればよい。この
実施例では1つの光学バンドパスフィルタ素子26で複
数の波長の光を分離して取り出すことができる。そのた
めの手法を以下に示す。
ドパスフィルタ素子について説明する。光学バンドパス
フィルタ素子は、高屈折率nH と低屈折率nL の膜を厚
さd=λ/4n(λ:光の波長、n:屈折率)となるよ
うに交互に積み重ね、途中にスペーサ層と厚さd=λ/
2nのアブセンティー層を挿入したものである。例え
ば、光学バンドパスフィルタ素子で1560nmの光を
取り出す場合、高屈折率層の膜の材料として二酸化チタ
ン(nH =2.15)、低屈折率層の膜の材料として二
酸化珪素(nL =1.46)を使うと、それぞれの膜厚
を181.4nm、267.1nmとすればよい。この
実施例では1つの光学バンドパスフィルタ素子26で複
数の波長の光を分離して取り出すことができる。そのた
めの手法を以下に示す。
【0011】その1つは、取り出す光の波長に合わせて
膜厚を変える方法である。上記の材料で作ると波長が1
550nmの場合、高屈折率層と低屈折率層の膜厚はそ
れぞれ180.2nm,265.4nmとなる。図1A
に示すように分岐導波路部241 〜244 の隣接間隔を
250μmとすると(図1Aには4本の光導波路を示
す)、この間隔に対応する位置の光学フィルタ素子26
の各膜厚をそれぞれ光の波長1560nmと1550n
mの膜厚となるように光学バンドパスフィルタ素子26
を製作し、挿入・固定すればよい。隣接間隔250nm
で10nmの波長分解能とするには膜厚は1.7nmず
つ変化させればよい。
膜厚を変える方法である。上記の材料で作ると波長が1
550nmの場合、高屈折率層と低屈折率層の膜厚はそ
れぞれ180.2nm,265.4nmとなる。図1A
に示すように分岐導波路部241 〜244 の隣接間隔を
250μmとすると(図1Aには4本の光導波路を示
す)、この間隔に対応する位置の光学フィルタ素子26
の各膜厚をそれぞれ光の波長1560nmと1550n
mの膜厚となるように光学バンドパスフィルタ素子26
を製作し、挿入・固定すればよい。隣接間隔250nm
で10nmの波長分解能とするには膜厚は1.7nmず
つ変化させればよい。
【0012】もう1つの方法は光学フィルタ素子26の
膜厚は一定であるが、光学フィルタ素子26に対する入
射光の角度を変えて取り出す光の波長を変える方法があ
る。例えば図1Bに示すように分岐導波路部241 〜2
44 の各隣接間隔が、主導波路部23から遠ざかるに従
って徐々に大となるようにされる。光学フィルタ素子2
6の厚さはその各部が同一のW3 とされている。例えば
2つの波長を分離する場合、光学フィルタ素子26の膜
厚W3 を波長1560nmに合わせて、181.4n
m、267.1nm、光導波路部241 〜244 の屈折
率を1.46(石英と同じ)とすると、光学フィルタ素
子26への入射角6.5度で波長1550nmの光を取
出すことができる。
膜厚は一定であるが、光学フィルタ素子26に対する入
射光の角度を変えて取り出す光の波長を変える方法があ
る。例えば図1Bに示すように分岐導波路部241 〜2
44 の各隣接間隔が、主導波路部23から遠ざかるに従
って徐々に大となるようにされる。光学フィルタ素子2
6の厚さはその各部が同一のW3 とされている。例えば
2つの波長を分離する場合、光学フィルタ素子26の膜
厚W3 を波長1560nmに合わせて、181.4n
m、267.1nm、光導波路部241 〜244 の屈折
率を1.46(石英と同じ)とすると、光学フィルタ素
子26への入射角6.5度で波長1550nmの光を取
出すことができる。
【0013】光導波路241 〜244 と光学フィルタ素
子26との交差角を異ならせる方法としては図1Bに示
した場合に限らない。例えば図2Aに示すように隣接分
岐導波路部241 ,242 間、242 ,243 間、24
3 ,244 間がそれぞれ、損失が無視できる程度の角
度、光導波路の製作条件により異なるが、例えば、順次
0.5°程度づつ角度をずらして設ければ、隣接間隔2
50nmで波長分解能を10nmとすることができる。
子26との交差角を異ならせる方法としては図1Bに示
した場合に限らない。例えば図2Aに示すように隣接分
岐導波路部241 ,242 間、242 ,243 間、24
3 ,244 間がそれぞれ、損失が無視できる程度の角
度、光導波路の製作条件により異なるが、例えば、順次
0.5°程度づつ角度をずらして設ければ、隣接間隔2
50nmで波長分解能を10nmとすることができる。
【0014】あるいは図2Bに示すように、主導波路部
23を延長して分岐導波路部241とすると共に、主導
波路部23を損失が無視できる程度の曲率、光導波路の
製作条件によっても異なるが、半径R=25mmで、
6.5°の円弧状に延長し、その延長点からその接線方
向に分岐導波路部242 が形成されると共に更に上記円
弧を6.5°延長してその点から接線方向に分岐導波路
部243 が形成され、以下同様にして分岐導波路部を順
次形成してもよい。このようにして波長分解能が10n
mの波長分離が可能となる。
23を延長して分岐導波路部241とすると共に、主導
波路部23を損失が無視できる程度の曲率、光導波路の
製作条件によっても異なるが、半径R=25mmで、
6.5°の円弧状に延長し、その延長点からその接線方
向に分岐導波路部242 が形成されると共に更に上記円
弧を6.5°延長してその点から接線方向に分岐導波路
部243 が形成され、以下同様にして分岐導波路部を順
次形成してもよい。このようにして波長分解能が10n
mの波長分離が可能となる。
【0015】光通信では光の波長の間隔を1nm程度と
して多数の光を多重化することが考えられ、その場合は
光導波路を徐々に分岐し、光学フィルタ素子26に対す
る入射角が順次変化するようにするが、1559nmに
対し、1nm異なる光を分離するには図2Bでの角度
6.5°の代りに2.1°とすればよい。図2A、Bの
何れの分岐手法でも、光導波路基板を十分小さく保持し
た状態で多くの分岐導波路を作ることができる。
して多数の光を多重化することが考えられ、その場合は
光導波路を徐々に分岐し、光学フィルタ素子26に対す
る入射角が順次変化するようにするが、1559nmに
対し、1nm異なる光を分離するには図2Bでの角度
6.5°の代りに2.1°とすればよい。図2A、Bの
何れの分岐手法でも、光導波路基板を十分小さく保持し
た状態で多くの分岐導波路を作ることができる。
【0016】上述において、分岐導波路部241 〜24
4 の光学フィルタ素子26への入射角度を互いに変更す
ると共に、その各光学フィルタ素子26の透過する個所
の透過通路長(厚さ)を互いに変化させることにより波
長分解能を一層高くすることもできる。光学フィルタ素
子26の溝25への挿入固定は光導波路基板11と同一
の屈折率の接着剤で固定することによりずれを防止する
ことができる。分岐導波路部241 〜244 は4本に限
らず、1本でも、他の複数本でもよい。光学フィルタ素
子26としてはバンドパスフィルタのみならず、高域通
過フィルタ又は領域通過フィルタとして構成してもよ
い。
4 の光学フィルタ素子26への入射角度を互いに変更す
ると共に、その各光学フィルタ素子26の透過する個所
の透過通路長(厚さ)を互いに変化させることにより波
長分解能を一層高くすることもできる。光学フィルタ素
子26の溝25への挿入固定は光導波路基板11と同一
の屈折率の接着剤で固定することによりずれを防止する
ことができる。分岐導波路部241 〜244 は4本に限
らず、1本でも、他の複数本でもよい。光学フィルタ素
子26としてはバンドパスフィルタのみならず、高域通
過フィルタ又は領域通過フィルタとして構成してもよ
い。
【0017】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば光導
波路基板の溝に光学フィルタ素子が挿入固定され、光導
波路と交差される構成であるため、一度、光導波路と光
学フィルタ素子との位置合せを行えば、その後、その位
置合せがずれるおそれがない。しかも部品を空間的に配
置するものでなく、光学フィルタ素子を光導波路基板に
固定するものであって占有空間が小さく、小形に作るこ
とができる。
波路基板の溝に光学フィルタ素子が挿入固定され、光導
波路と交差される構成であるため、一度、光導波路と光
学フィルタ素子との位置合せを行えば、その後、その位
置合せがずれるおそれがない。しかも部品を空間的に配
置するものでなく、光学フィルタ素子を光導波路基板に
固定するものであって占有空間が小さく、小形に作るこ
とができる。
【0018】特に、複数の光導波路と光学フィルタ素子
を交差させる場合は、光導波路基板上の光導波路の形状
寸法は高い精度で容易に作ることができるから、その1
つの光導波路と光学フィルタ素子との位置合せを行え
ば、他の光導波路と光学フィルタ素子との位置合せも自
動的に得られ、調整が頗る簡単であり、また相互に固定
され、周囲温度変化に影響されず、かつ小形に構成でき
る。光学フィルタ素子の膜厚の変化と、光学フィルタ素
子と光導波路とのなす角度の変化との両者を併用するこ
とにより、厚さ変化を小さく、かつ角度変化も小さくし
て、所望の分解能を得ることができる。
を交差させる場合は、光導波路基板上の光導波路の形状
寸法は高い精度で容易に作ることができるから、その1
つの光導波路と光学フィルタ素子との位置合せを行え
ば、他の光導波路と光学フィルタ素子との位置合せも自
動的に得られ、調整が頗る簡単であり、また相互に固定
され、周囲温度変化に影響されず、かつ小形に構成でき
る。光学フィルタ素子の膜厚の変化と、光学フィルタ素
子と光導波路とのなす角度の変化との両者を併用するこ
とにより、厚さ変化を小さく、かつ角度変化も小さくし
て、所望の分解能を得ることができる。
【0019】またマイクロ加工技術により溝が作られて
いるため、光導波路と光学フィルタ素子との間の光結合
が、極めて少ない損失で行われる。
いるため、光導波路と光学フィルタ素子との間の光結合
が、極めて少ない損失で行われる。
【図1】この発明の実施例を示す斜視図。
【図2】損失が少なく光導波路を分岐させるための例を
示す図。
示す図。
【図3】従来の光学フィルタを示す図。
Claims (5)
- 【請求項1】 表面に光導波路が形成され、その光導波
路と交差して上記表面に溝が形成された光導波路基板
と、 上記溝に挿入固定された高屈折率層と低屈折率層とを積
層してなる光学フィルタ素子とよりなる光学フィルタ。 - 【請求項2】 上記光導波路は1本の主導波路と、その
一端側に分岐接続され、ほぼ同一方向に延長した複数の
分岐導波路とよりなり、上記溝は上記分岐導波路の全て
と交差した1本の溝であり、かつ上記光学フィルタ素子
は上記分岐導波路の全てと対向されていることを特徴と
する請求項1記載の光学フィルタ。 - 【請求項3】 上記光学フィルタ素子は上記溝の長手方
向に沿って上記高屈折率層と低屈折率層の膜厚が変化し
ていることを特徴とする請求項2記載の光学フィルタ。 - 【請求項4】 上記光学フィルタ素子は上記溝の長手方
向に沿って上記高屈折率層と低屈折率層の膜厚が一定で
あり、上記光学フィルタ素子と上記各分岐導波路との各
交差角度が互いに異なっていることを特徴とする請求項
2又は3記載の光学フィルタ。 - 【請求項5】 上記溝はマイクロ加工技術によって形成
されていることを特徴とする請求項1乃至4の何れかに
記載の光学フィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20451496A JPH1048439A (ja) | 1996-08-02 | 1996-08-02 | 光学フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20451496A JPH1048439A (ja) | 1996-08-02 | 1996-08-02 | 光学フィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1048439A true JPH1048439A (ja) | 1998-02-20 |
Family
ID=16491799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20451496A Pending JPH1048439A (ja) | 1996-08-02 | 1996-08-02 | 光学フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1048439A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6775439B2 (en) * | 2001-11-20 | 2004-08-10 | Hitachi, Ltd. | Optical circuit device and optical transceiver |
| US7039279B2 (en) | 2001-10-04 | 2006-05-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical filter module and manufacturing method thereof |
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| CN113885154A (zh) * | 2021-09-26 | 2022-01-04 | 武汉光迅科技股份有限公司 | 一种光学滤片组件及制作方法 |
-
1996
- 1996-08-02 JP JP20451496A patent/JPH1048439A/ja active Pending
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