(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022078742
(43)【公開日】2022-05-25
(54)【発明の名称】光フィルタデバイス
(51)【国際特許分類】
G02B 6/26 20060101AFI20220518BHJP
G02B 6/02 20060101ALI20220518BHJP
【ＦＩ】
G02B6/26 311
G02B6/02 461
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020189628
(22)【出願日】2020-11-13
(71)【出願人】
【識別番号】392017004
【氏名又は名称】湖北工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000213
【氏名又は名称】弁理士法人プロスペック特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】木藤 克哉
(72)【発明者】
【氏名】岩崎 勝博
(72)【発明者】
【氏名】桐山 智晶
【テーマコード（参考）】
2H137
2H250
【Ｆターム（参考）】
2H137BA15
2H137BA18
2H137BC04
2H137BC07
2H137BC31
2H137CA15A
2H250AB03
2H250AC64
2H250AC66
2H250AC93
2H250AC94
2H250AC95
2H250AC98
2H250AE71
(57)【要約】 （修正有）
【課題】反射戻り光を低減しつつ光信号を適切に伝送する光フィルタデバイスを提供する。
【解決手段】光フィルタデバイス１０は、複数の第１コアを備える第１マルチコア光ファイバ２０、第１レンズ３０、光軸と直交する面に対して回転軸周りに所定の回転角度だけ回転されており第１レンズからの出射光を透過する光フィルタ４０、第２レンズ５０及び光ファイバ６０を備える。光軸を通り回転軸と平行な基準軸から、光軸及び基準軸と直交する直交軸に沿って、基準軸に対して一方の側に向かう方向及び他方の側に向かう方向をそれぞれ第１直交方向及び第２直交方向と規定すると、第１マルチコア光ファイバの周方向の向きは、その中心軸線に沿ってその端面を見たときに、基準軸から第１直交方向及び第２直交方向にそれぞれ最も離間している第１コアの基準軸からの距離の和である離間距離が最小となるように設定されている。
【選択図】図１
【解決手段】光フィルタデバイス１０は、複数の第１コアを備える第１マルチコア光ファイバ２０、第１レンズ３０、光軸と直交する面に対して回転軸周りに所定の回転角度だけ回転されており第１レンズからの出射光を透過する光フィルタ４０、第２レンズ５０及び光ファイバ６０を備える。光軸を通り回転軸と平行な基準軸から、光軸及び基準軸と直交する直交軸に沿って、基準軸に対して一方の側に向かう方向及び他方の側に向かう方向をそれぞれ第１直交方向及び第２直交方向と規定すると、第１マルチコア光ファイバの周方向の向きは、その中心軸線に沿ってその端面を見たときに、基準軸から第１直交方向及び第２直交方向にそれぞれ最も離間している第１コアの基準軸からの距離の和である離間距離が最小となるように設定されている。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
柱状であり、軸線方向に沿って延在している複数の第１コアと、前記複数の第１コアを取り囲む共通のクラッドと、を備える第１マルチコア光ファイバと、
前記第１マルチコア光ファイバの中心軸線上に位置する光軸を有し、前記第１コアのそれぞれから出射されて発散する光線をコリメートし、コリメートされた各第１コアからの光線を集光する第１レンズと、
前記第１レンズから出射された光線が入射する第１面と、前記第１面と対向しており、自身を透過した光線が出射される第２面と、を備え、特定の波長帯域の光線を任意の透過強度で透過させる光フィルタであって、前記第１面が前記第１レンズの光軸と直交する面と平行となる位置から、前記光軸に垂直な特定の方向に延びる回転軸周りに所定の回転角度だけ回転されている光フィルタと、
前記光フィルタから出射された各第１コアからの光線をそれぞれ収束する第２レンズと、
柱状であり、前記第２レンズから出射された各第１コアからの全ての光線が入射する、軸線方向に沿って延在しているコアを備える光ファイバと、
を備え、
前記光軸を通り前記回転軸と平行な基準軸から、前記光軸及び前記基準軸と直交する直交軸に沿って、前記基準軸に対して一方の側に向かう方向を第１直交方向と規定し、前記基準軸に対して他方の側に向かう方向を第２直交方向と規定すると、
前記第１マルチコア光ファイバの周方向の向きは、その中心軸線に沿ってその端面を見たときに、前記基準軸から前記第１直交方向に最も離間している第１コアの前記基準軸からの距離と、前記基準軸から前記第２直交方向に最も離間している第１コアの前記基準軸からの距離と、の和である離間距離が最小となるように設定されている、
光フィルタデバイス。
前記第１マルチコア光ファイバの中心軸線上に位置する光軸を有し、前記第１コアのそれぞれから出射されて発散する光線をコリメートし、コリメートされた各第１コアからの光線を集光する第１レンズと、
前記第１レンズから出射された光線が入射する第１面と、前記第１面と対向しており、自身を透過した光線が出射される第２面と、を備え、特定の波長帯域の光線を任意の透過強度で透過させる光フィルタであって、前記第１面が前記第１レンズの光軸と直交する面と平行となる位置から、前記光軸に垂直な特定の方向に延びる回転軸周りに所定の回転角度だけ回転されている光フィルタと、
前記光フィルタから出射された各第１コアからの光線をそれぞれ収束する第２レンズと、
柱状であり、前記第２レンズから出射された各第１コアからの全ての光線が入射する、軸線方向に沿って延在しているコアを備える光ファイバと、
を備え、
前記光軸を通り前記回転軸と平行な基準軸から、前記光軸及び前記基準軸と直交する直交軸に沿って、前記基準軸に対して一方の側に向かう方向を第１直交方向と規定し、前記基準軸に対して他方の側に向かう方向を第２直交方向と規定すると、
前記第１マルチコア光ファイバの周方向の向きは、その中心軸線に沿ってその端面を見たときに、前記基準軸から前記第１直交方向に最も離間している第１コアの前記基準軸からの距離と、前記基準軸から前記第２直交方向に最も離間している第１コアの前記基準軸からの距離と、の和である離間距離が最小となるように設定されている、
光フィルタデバイス。
【請求項2】
請求項１に記載の光フィルタデバイスにおいて、
前記複数の第１コアは、前記第１マルチコア光ファイバの前記中心軸線を除く軸線に沿って延在する複数の周辺コアを含み、
前記第１マルチコア光ファイバの中心軸線に沿ってその端面を見たときに、
前記周辺コアは、前記端面の中心を通る直線に沿って配置されているか、又は、前記周辺コアのうち前記中心から最も離間している複数の最外周コアが、前記中心を中心とする正多角形の頂点に位置しており、
直線状に配置されている前記周辺コア、又は、前記最外周コアは、前記基準軸に関して線対称であり、且つ、前記直交軸上に位置していない、
光フィルタデバイス。
前記複数の第１コアは、前記第１マルチコア光ファイバの前記中心軸線を除く軸線に沿って延在する複数の周辺コアを含み、
前記第１マルチコア光ファイバの中心軸線に沿ってその端面を見たときに、
前記周辺コアは、前記端面の中心を通る直線に沿って配置されているか、又は、前記周辺コアのうち前記中心から最も離間している複数の最外周コアが、前記中心を中心とする正多角形の頂点に位置しており、
直線状に配置されている前記周辺コア、又は、前記最外周コアは、前記基準軸に関して線対称であり、且つ、前記直交軸上に位置していない、
光フィルタデバイス。
【請求項3】
請求項１又は請求項２に記載の光フィルタデバイスにおいて、
前記光ファイバは、前記コアが共通のクラッドで取り囲まれている第２マルチコア光ファイバであり、
前記第２レンズは、前記光フィルタから出射された各第１コアからの光線を、それらの主光線が互いに平行となるように屈折させる、
光フィルタデバイス。
前記光ファイバは、前記コアが共通のクラッドで取り囲まれている第２マルチコア光ファイバであり、
前記第２レンズは、前記光フィルタから出射された各第１コアからの光線を、それらの主光線が互いに平行となるように屈折させる、
光フィルタデバイス。
【請求項4】
請求項１又は請求項２に記載の光フィルタデバイスにおいて、
前記光ファイバは、複数のシングルコア光ファイバを備えるシングルコア光ファイバ群であり、前記シングルコア光ファイバの各々が、１つの前記コアと、それを取り囲むクラッドと、を含む、
光フィルタデバイス。
前記光ファイバは、複数のシングルコア光ファイバを備えるシングルコア光ファイバ群であり、前記シングルコア光ファイバの各々が、１つの前記コアと、それを取り囲むクラッドと、を含む、
光フィルタデバイス。
【請求項5】
請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の光フィルタデバイスにおいて、
前記光フィルタの前記回転角度の大きさは、０°超９０°未満である、
光フィルタデバイス。
前記光フィルタの前記回転角度の大きさは、０°超９０°未満である、
光フィルタデバイス。
【請求項6】
請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の光フィルタデバイスにおいて、
前記第１マルチコア光ファイバの端面は、前記光軸と直交する面に対して所定の傾斜方向に所定の研磨角度だけ傾斜するように斜めに研磨されており、
ｚ軸が、前記光軸上に、前記第１レンズから前記光フィルタに向かう方向が正方向となるように延びており、ｙ軸が、前記基準軸上に、前記基準軸の一端から他端に向かう方向が正方向となるように延びており、ｘ軸が、前記第１直交方向及び前記第２直交方向に延びていると規定し、
前記光フィルタを前記ｙ軸の正方向から見た場合において前記光フィルタが前記回転軸周りに反時計回りに回転されたときの前記回転角度が正の値を有し、前記光フィルタが前記回転軸周りに時計回りに回転されたときの前記回転角度が負の値を有すると規定し、
前記第１マルチコア光ファイバの前記端面の中心を通り前記端面と直交し且つ前記傾斜方向と平行な平面が前記端面と交差する線分である斜研磨基準軸に沿って、前記光フィルタからより離間している遠位端からより近接している近位端に向かう方向を、前記端面の中心軸線に沿って見たときの方向を斜研磨方向と規定し、前記斜研磨方向が、前記ｙ軸の前記正方向から反時計回りに成す角を、正の値を有する斜研磨回転角度と規定すると、
前記離間距離が０より大きい場合において、
前記光フィルタの前記回転角度が正の値を有するときは、前記第１マルチコア光ファイバの前記端面は、前記斜研磨回転角度が０°超１８０°未満の値となるように斜めに研磨され、
前記光フィルタの前記回転角度が負の値を有するときは、前記第１マルチコア光ファイバの前記端面は、前記斜研磨回転角度が－１８０°超０°未満の値となるように斜めに研磨されている、
光フィルタデバイス。
前記第１マルチコア光ファイバの端面は、前記光軸と直交する面に対して所定の傾斜方向に所定の研磨角度だけ傾斜するように斜めに研磨されており、
ｚ軸が、前記光軸上に、前記第１レンズから前記光フィルタに向かう方向が正方向となるように延びており、ｙ軸が、前記基準軸上に、前記基準軸の一端から他端に向かう方向が正方向となるように延びており、ｘ軸が、前記第１直交方向及び前記第２直交方向に延びていると規定し、
前記光フィルタを前記ｙ軸の正方向から見た場合において前記光フィルタが前記回転軸周りに反時計回りに回転されたときの前記回転角度が正の値を有し、前記光フィルタが前記回転軸周りに時計回りに回転されたときの前記回転角度が負の値を有すると規定し、
前記第１マルチコア光ファイバの前記端面の中心を通り前記端面と直交し且つ前記傾斜方向と平行な平面が前記端面と交差する線分である斜研磨基準軸に沿って、前記光フィルタからより離間している遠位端からより近接している近位端に向かう方向を、前記端面の中心軸線に沿って見たときの方向を斜研磨方向と規定し、前記斜研磨方向が、前記ｙ軸の前記正方向から反時計回りに成す角を、正の値を有する斜研磨回転角度と規定すると、
前記離間距離が０より大きい場合において、
前記光フィルタの前記回転角度が正の値を有するときは、前記第１マルチコア光ファイバの前記端面は、前記斜研磨回転角度が０°超１８０°未満の値となるように斜めに研磨され、
前記光フィルタの前記回転角度が負の値を有するときは、前記第１マルチコア光ファイバの前記端面は、前記斜研磨回転角度が－１８０°超０°未満の値となるように斜めに研磨されている、
光フィルタデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光フィルタデバイスに関する。
【背景技術】
【0002】
インターネットによる通信トラフィック需要は年々増加しており、光通信の更なる高速大容量化が望まれている。従来から、その需要に応えるために、波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）技術及びデジタルコヒーレント技術等により伝送容量の増大が進められてきた。
【0003】
近年、新たな多重化技術として、マルチコア光ファイバを用いた空間分割多重（ＳＤＭ：Space Division Multiplexing）技術が注目されている。ＳＤＭ技術によれば、更に高速大容量化できるとされている。ＳＤＭ技術の研究開発の進展に伴い、マルチコア光ファイバを用いた光アイソレータや光フィルタデバイス等の需要が高まっている。ここで、光フィルタデバイスとして、例えば、マルチコア光ファイバと、誘電体多層膜から成る光フィルタと、当該マルチコア光ファイバと同数のコアを有する光ファイバ（典型的には、マルチコア光ファイバ）と、が、或る軸線に沿ってこの順に配置されたデバイスが知られている。当該光フィルタは、例えば、特定の波長帯域の光線を透過させる機能を有する。マルチコア光ファイバの各コアから出射された光線は、光フィルタの入射面に入射し、光フィルタを透過して、光ファイバの対応するコアに入射する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第５５９８８８２号
【発明の概要】
【0005】
このような光フィルタデバイスにおいて、光フィルタが、その入射面が軸線と直交する面と平行となるように配置されている場合、マルチコア光ファイバから出射された光線がその入射面において反射する可能性がある。このような反射光は、一般に、「反射戻り光」と称される。反射戻り光は、マルチコア光ファイバを経由して送信側の通信装置に入射したり、多重反射したりすることにより信号光の光学特性を低下させる可能性がある。
【0006】
そこで、従来から、光フィルタの入射面が軸線と直交する面に対し傾斜するように光フィルタを配置することにより、反射戻り光を低減することが行われている。
【0007】
しかしながら、このように光フィルタを傾斜させると、反射戻り光は低減できるものの、マルチコア光ファイバの各コアから出射され光フィルタを透過した後の光線の透過損失にばらつきが生じ、光信号が適切に伝送されない可能性がある。以下、図２５Ａ及び図２５Ｂを参照して具体的に説明する。図２５Ａは、或る光フィルタデバイスの透過損失特性を表したグラフである。この光フィルタデバイスは、７つのコアを有する２つのマルチコア光ファイバと、これら２つのマルチコア光ファイバの間に配置された光フィルタと、を備える。２つのマルチコア光ファイバは同一の構成を有する。具体的には、７つのコアのうち１つのコアは、マルチコア光ファイバの中心軸線に沿って中心コアとして延在している。残りの６つのコアは、中心コアを中心とした正六角形の頂点に位置しており、軸線方向に沿って周辺コアとして延在している。光フィルタには短波長透過光フィルタ（特定の波長より短い波長帯域の光線を透過させる光フィルタ）が用いられる。光フィルタは傾斜している。
【0008】
図２５Ａに示すように、この光フィルタのカットオフ波長は約１５２０ｎｍである。図２５Ｂは、図２５Ａにおいて透過損失が増加し始めている部分を拡大したグラフである。図２５Ｂのグラフ中の４つの実線のうち最も短波長側（左側）に位置する実線１０１は、或る周辺コアからの出射光の透過スペクトルを示し、最も長波長側（右側）に位置する実線１０２は、別の或る周辺コアからの出射光の透過スペクトルを示す。なお、この例では、複数の周辺コアの透過スペクトルが実質的に同一であり重畳して図示されているため、グラフ中の透過スペクトル（実線）の数はコアの数とは一致していない。
【0009】
図２５Ｂに示す透過スペクトルは、光フィルタを傾斜させる前における同一コアからの出射光の透過スペクトル（図示省略）と比較して、何れも短波長側にシフトしているが、各透過スペクトルのシフト量は、コア毎に異なっている。この例では、透過スペクトル１０１のシフト量が最大となっており、透過スペクトル１０２のシフト量が最小となっている。各透過スペクトルがこのようにシフトすると、光フィルタを傾斜させる前と比較して、透過スペクトルのばらつきの最大値（即ち、最も短波長側に位置する透過スペクトルと最も長波長側に位置する透過スペクトルとのばらつき）が増大する。この例では、透過損失が３ｄＢのときの透過スペクトル（カットオフ波長）のばらつきの最大値は約０．６ｎｍとなっている。
【0010】
このように、透過スペクトルが各コアでばらつくと、任意の或る波長における各コアからの出射光の透過損失にばらつきが生じる。透過損失のばらつきが増大すると、光ファイバ（この例ではマルチコア光ファイバ）の各コアを伝搬する光線の強度にばらつきが生じ、その結果、光信号が適切に伝送されない可能性がある。図２５Ｂに示すように、透過損失のばらつきは、透過スペクトルのばらつきの最大値が増大するほど大きくなる。従って、光フィルタ透過後の光線を光ファイバにより適切に伝送するためには、透過スペクトルのばらつきの最大値を低減することが肝要である。
【0011】
本発明は、上述した問題に対処するためになされたものである。即ち、本発明の目的の一つは、反射戻り光を低減しつつ、光信号を適切に伝送可能な光フィルタデバイスを提供することにある。
【0012】
本発明による光フィルタデバイス（１０）は、
柱状であり、軸線方向に沿って延在している複数の第１コア（Ｃ１乃至Ｃ７）と、前記複数の第１コア（Ｃ１乃至Ｃ７）を取り囲む共通のクラッド（２１）と、を備える第１マルチコア光ファイバ（２０）と、
前記第１マルチコア光ファイバ（２０）の中心軸線上に位置する光軸（ｚ軸）を有し、前記第１コア（Ｃ１乃至Ｃ７）のそれぞれから出射されて発散する光線をコリメートし、コリメートされた各第１コア（Ｃ１乃至Ｃ７）からの光線を集光する第１レンズ（３０）と、
前記第１レンズ（３０）から出射された光線が入射する第１面（４０ａ）と、前記第１面（４０ａ）と対向しており、自身を透過した光線が出射される第２面（４０ｂ）と、を備え、特定の波長帯域の光線を任意の透過強度で透過させる光フィルタであって、前記第１面（４０ａ）が前記第１レンズ（３０）の光軸（ｚ軸）と直交する面（ｘｙ平面）と平行となる位置から、前記光軸（ｚ軸）に垂直な特定の方向に延びる回転軸（ｒ１）周りに所定の回転角度（η）だけ回転されている光フィルタ（４０）と、
前記光フィルタ（４０）から出射された各第１コア（Ｃ１乃至Ｃ７）からの光線をそれぞれ収束する第２レンズ（５０）と、
柱状であり、前記第２レンズ（５０）から出射された各第１コア（Ｃ１乃至Ｃ７）からの全ての光線が入射する、軸線方向に沿って延在しているコアを備える光ファイバ（６０）と、
を備える。
この光フィルタデバイス（１０）では、
前記光軸（ｚ軸）を通り前記回転軸（ｒ１）と平行な基準軸（ｙ軸）から、前記光軸（ｚ軸）及び前記基準軸（ｙ軸）と直交する直交軸（ｘ軸）に沿って、前記基準軸（ｙ軸）に対して一方の側に向かう方向を第１直交方向（－ｘ軸方向）と規定し、前記基準軸（ｙ軸）に対して他方の側に向かう方向を第２直交方向（＋ｘ軸方向）と規定すると、
前記第１マルチコア光ファイバ（２０）の周方向の向きは、その中心軸線（ｚ軸）に沿ってその端面（２０ａ）を見たときに、前記基準軸（ｙ軸）から前記第１直交方向（－ｘ軸方向）に最も離間している第１コア（第１離間コア）の前記基準軸（ｙ軸）からの距離と、前記基準軸（ｙ軸）から前記第２直交方向（＋ｘ軸方向）に最も離間している第１コア（第２離間コア）の前記基準軸（ｙ軸）からの距離と、の和である離間距離が最小となるように設定されている。
なお、「各第１コアからの全ての光線が入射する」コアを備える光ファイバとは、第１マルチコア光ファイバの各コアからの出射光が入射可能なコアを備える光ファイバを意味する。即ち、反射戻り光は、上記「全ての光線」には含まれない。
また、本明細書において、「集光」とは、レンズが複数の光源（例えば、第１マルチコア光ファイバの複数の第１コア）からの光線（厳密には、光線の主光線）を１点に集めることを意味し、「収束（集束）」とは、レンズが１つの光源（例えば、第１マルチコア光ファイバの各第１コア）からの光線の径を絞って１点に集めることを意味する。
柱状であり、軸線方向に沿って延在している複数の第１コア（Ｃ１乃至Ｃ７）と、前記複数の第１コア（Ｃ１乃至Ｃ７）を取り囲む共通のクラッド（２１）と、を備える第１マルチコア光ファイバ（２０）と、
前記第１マルチコア光ファイバ（２０）の中心軸線上に位置する光軸（ｚ軸）を有し、前記第１コア（Ｃ１乃至Ｃ７）のそれぞれから出射されて発散する光線をコリメートし、コリメートされた各第１コア（Ｃ１乃至Ｃ７）からの光線を集光する第１レンズ（３０）と、
前記第１レンズ（３０）から出射された光線が入射する第１面（４０ａ）と、前記第１面（４０ａ）と対向しており、自身を透過した光線が出射される第２面（４０ｂ）と、を備え、特定の波長帯域の光線を任意の透過強度で透過させる光フィルタであって、前記第１面（４０ａ）が前記第１レンズ（３０）の光軸（ｚ軸）と直交する面（ｘｙ平面）と平行となる位置から、前記光軸（ｚ軸）に垂直な特定の方向に延びる回転軸（ｒ１）周りに所定の回転角度（η）だけ回転されている光フィルタ（４０）と、
前記光フィルタ（４０）から出射された各第１コア（Ｃ１乃至Ｃ７）からの光線をそれぞれ収束する第２レンズ（５０）と、
柱状であり、前記第２レンズ（５０）から出射された各第１コア（Ｃ１乃至Ｃ７）からの全ての光線が入射する、軸線方向に沿って延在しているコアを備える光ファイバ（６０）と、
を備える。
この光フィルタデバイス（１０）では、
前記光軸（ｚ軸）を通り前記回転軸（ｒ１）と平行な基準軸（ｙ軸）から、前記光軸（ｚ軸）及び前記基準軸（ｙ軸）と直交する直交軸（ｘ軸）に沿って、前記基準軸（ｙ軸）に対して一方の側に向かう方向を第１直交方向（－ｘ軸方向）と規定し、前記基準軸（ｙ軸）に対して他方の側に向かう方向を第２直交方向（＋ｘ軸方向）と規定すると、
前記第１マルチコア光ファイバ（２０）の周方向の向きは、その中心軸線（ｚ軸）に沿ってその端面（２０ａ）を見たときに、前記基準軸（ｙ軸）から前記第１直交方向（－ｘ軸方向）に最も離間している第１コア（第１離間コア）の前記基準軸（ｙ軸）からの距離と、前記基準軸（ｙ軸）から前記第２直交方向（＋ｘ軸方向）に最も離間している第１コア（第２離間コア）の前記基準軸（ｙ軸）からの距離と、の和である離間距離が最小となるように設定されている。
なお、「各第１コアからの全ての光線が入射する」コアを備える光ファイバとは、第１マルチコア光ファイバの各コアからの出射光が入射可能なコアを備える光ファイバを意味する。即ち、反射戻り光は、上記「全ての光線」には含まれない。
また、本明細書において、「集光」とは、レンズが複数の光源（例えば、第１マルチコア光ファイバの複数の第１コア）からの光線（厳密には、光線の主光線）を１点に集めることを意味し、「収束（集束）」とは、レンズが１つの光源（例えば、第１マルチコア光ファイバの各第１コア）からの光線の径を絞って１点に集めることを意味する。
【0013】
本発明によれば、反射戻り光を低減しつつ、光信号を適切に伝送することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の第１実施形態に係る光フィルタデバイスの平面図である。
【図2】出射部材として機能するマルチコア光ファイバの端面を示す図である。
【図3】光フィルタに入射する主光線の入射角度α及び光線角度θを示す図である。
【図4】入射角度αと波長シフト量Δλの関係を調べるために準備された光フィルタの平面図であり、光線Ｒが光フィルタを透過する様子を示す図である。
【図6】入射角度αと波長シフト量Δλとの関係を規定したグラフである。
【図7A】直交座標系における入射角度α、光フィルタの回転角度η、光線角度θ及び各コアの角度φの関係を示した図である。
【図7B】角度φの算出方法を説明するために用いられる図である。
【図8A】マルチコア光ファイバのコア数及びコア配置を示す図である。
【図8B】別のマルチコア光ファイバのコア数及びコア配置を示す図である。
【図8C】更に別のマルチコア光ファイバのコア数及びコア配置を示す図である。
【図15】本発明の第２実施形態に係る光フィルタデバイスの平面図である。
【図16】出射部材として機能するマルチコア光ファイバの斜研磨方向を説明するために用いられる図である。
【図17A】端面が斜研磨されたマルチコア光ファイバのコア数及びコア配置を示す図である。
【図17B】端面が斜研磨された別のマルチコア光ファイバのコア数及びコア配置を示す図である。
【図25A】光フィルタデバイスの透過損失特性を表したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0015】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る光フィルタデバイス１０の一例を示す平面図である。図１に示すように、光フィルタデバイス１０は、第１マルチコア光ファイバとしてのマルチコア光ファイバ２０と、第１レンズ３０と、光フィルタ４０と、第２レンズ５０と、光ファイバとしてのマルチコア光ファイバ６０と、を備える。これらの部材は、軸線Ａ１に沿って上記の順に配置されている。光フィルタデバイス１０には、直交座標系が設定されている。ｚ軸は、軸線Ａ１上に、第１レンズ３０から光フィルタ４０に向かう方向が正方向となるように延びている。ｙ軸は、ｚ軸（即ち、軸線Ａ１）と直交しており、紙面手前方向が正方向となるように延びている。ｘ軸は、ｚ軸及びｙ軸と直交している。以下、マルチコア光ファイバを「ＭＣＦ」とも称する。なお、本明細書では、図を見易くするために、特定の部材（例えば、ＭＣＦ２０及びＭＣＦ６０）の寸法及び角度等を変更して図示している。
図１は、本発明の第１実施形態に係る光フィルタデバイス１０の一例を示す平面図である。図１に示すように、光フィルタデバイス１０は、第１マルチコア光ファイバとしてのマルチコア光ファイバ２０と、第１レンズ３０と、光フィルタ４０と、第２レンズ５０と、光ファイバとしてのマルチコア光ファイバ６０と、を備える。これらの部材は、軸線Ａ１に沿って上記の順に配置されている。光フィルタデバイス１０には、直交座標系が設定されている。ｚ軸は、軸線Ａ１上に、第１レンズ３０から光フィルタ４０に向かう方向が正方向となるように延びている。ｙ軸は、ｚ軸（即ち、軸線Ａ１）と直交しており、紙面手前方向が正方向となるように延びている。ｘ軸は、ｚ軸及びｙ軸と直交している。以下、マルチコア光ファイバを「ＭＣＦ」とも称する。なお、本明細書では、図を見易くするために、特定の部材（例えば、ＭＣＦ２０及びＭＣＦ６０）の寸法及び角度等を変更して図示している。
【0016】
ＭＣＦ２０は円柱状であり、少なくともその＋ｚ軸方向の端部における中心軸線は、軸線Ａ１と一致している。ＭＣＦ２０の端面２０ａは、軸線Ａ１と直交する面（ｘｙ平面）と平行である。図２は、ＭＣＦ２０の端面２０ａを示す図である。図２に示すように、ＭＣＦ２０は、第１コアとしての７つのコアＣ１乃至Ｃ７と、これらのコアＣ１乃至Ｃ７を取り囲む共通のクラッド２１と、を備える。コアＣ４は、ＭＣＦ２０の中心軸線に沿って延在している（以下、「中心コアＣ４」とも称する。）。コアＣ１乃至Ｃ３並びにＣ５乃至Ｃ７は、中心コアＣ４を中心とした正六角形の頂点に位置しており、軸線方向に沿って延在している（以下、それぞれ、「周辺コアＣ１乃至Ｃ３並びにＣ５乃至Ｃ７」とも称する。）。別言すれば、周辺コアＣ１乃至Ｃ３並びにＣ５乃至Ｃ７は、ＭＣＦ２０の中心軸線を除く軸線に沿って延在している。隣接するコア間の距離（コアピッチ）は３８μｍである。コアＣ１乃至Ｃ７並びにクラッド２１は、石英を主成分とするガラスにより形成されている。コアＣ１乃至Ｃ７の屈折率は、クラッド２１の屈折率よりも大きい。ＭＣＦ２０は、シングルモード光ファイバである。ＭＣＦ２０は、光フィルタデバイス１０に用いられるマルチコア光ファイバの一例である（後述）。なお、コアＣ１乃至Ｃ７並びにクラッド２１の材質は石英を主成分とするガラスに限られず、他の材料により形成されてもよい。また、本明細書において、円柱には、軸線が湾曲しているものも含まれる。
【0017】
図１に示すように、ＭＣＦ２０の＋ｚ軸方向の端部は、円筒状のフェルール２２に挿通されて保持されている。フェルール２２の端面２２ａは、ＭＣＦ２０の端面２０ａと同一平面上に位置している。これは、ＭＣＦ２０の端面２０ａは、フェルール２２に挿通された状態でその端面２２ａとともに一括して研磨されるためである。図１では、フェルール２２内のＭＣＦ２０を破線で示しているが、コアＣ１乃至Ｃ７の図示は省略している。
【0018】
ＭＣＦ２０の各コアＣ１乃至Ｃ７を伝搬してきた光線は、端面２０ａから第１レンズ３０に向けて出射される。即ち、ＭＣＦ２０は出射部材として機能する。図１では、各コアＣ１乃至Ｃ７から出射される光線のうち、コアＣ１、Ｃ４及びＣ７（図２参照）から出射される光線の主光線のみを図示している。光線Ｂ１、Ｂ４及びＢ７は、それぞれ、コアＣ１、Ｃ４及びＣ７からの出射光の主光線に相当する。各コアＣ１乃至Ｃ７からの出射光の主光線は互いに平行である（図１の光線Ｂ１、Ｂ４及びＢ７参照）が、各出射光は進行するにつれて発散する発散光である。
【0019】
第１レンズ３０は、焦点距離が２．５ｍｍの非球面レンズである。第１レンズ３０の中心軸（光軸）は、軸線Ａ１上に位置している。第１レンズ３０は、各コアＣ１乃至Ｃ７から出射されて発散する光線をコリメート（平行化）する。別言すれば、第１レンズ３０は、例えば、コアＣ１から出射されて発散する光線をコリメートする（図１ではその主光線Ｂ１のみ図示している。）。即ち、第１レンズ３０は、いわゆるコリメートレンズである。第１レンズ３０は、このようにしてコリメートされた各コアＣ１乃至Ｃ７からの光線を焦点にて集光する（図１では、光線Ｂ１、Ｂ４及びＢ７のみ図示している。）。以下では、このようにコリメートされた光線を「コリメート光（平行光）」とも称する。
【0020】
光フィルタ４０は、短波長透過光フィルタである。短波長透過光フィルタは誘電体多層膜から成る周知の光フィルタであるため、その詳細な説明は省略する。光フィルタ４０は、第１面としての入射面４０ａと、入射面４０ａと平行に対向している第２面としての出射面４０ｂと、を備える。第１レンズ３０から出射された光線は、入射面４０ａに入射する。光フィルタ４０は、第１レンズ３０の焦点が入射面４０ａ上に位置するように配置されている。このため、各コアＣ１乃至Ｃ７からの光線は、第１レンズ３０を介して入射面４０ａ上に集光し、光フィルタ４０を透過して出射面４０ｂから出射される。なお、ＭＣＦ２０と光フィルタ４０との間に配置されるレンズは、第１レンズ３０に限られず、ＭＣＦ２０の各コアＣ１乃至Ｃ７からの出射光を実質的にコリメート可能なレンズであればよい。例えば、球面レンズ又はＧＲＩＮレンズであってもよい。
【0021】
光フィルタ４０は、軸線Ａ１が入射面４０ａと交差する位置（即ち、第１レンズ３０の焦点）に、ｙ軸方向に延びる回転軸ｒ１を有する。光フィルタ４０は、入射面４０ａが軸線Ａ１と直交する面と平行となる位置から、回転軸ｒ１周りに回転角度ηだけ回転されている。回転角度ηの大きさは、０°＜η＜９０°である。これにより、反射戻り光を低減している。以下では、光フィルタ４０を＋ｙ軸方向から見た場合（即ち、図１に示される方向から見た場合）において光フィルタ４０が回転軸ｒ１周りに反時計回りに回転されたときの回転角度ηが正の値を有し、光フィルタ４０が回転軸ｒ１周りに時計回りに回転されたときの回転角度ηが負の値を有すると規定する。
【0022】
図１に示す例では、光フィルタ４０は、＋ｙ軸方向から見た場合において反時計回りに回転角度ηだけ回転されている。このため、出射面４０ｂから出射される光線の位置は、入射面４０ａに入射する光線の位置に対して＋ｘ軸方向に位置している。光フィルタ４０から出射された各コアＣ１乃至Ｃ７からの光線（図１では主光線のみ図示）は何れもコリメート光（平行光）であるが、主光線は互いに離間する方向に進行する（図１の光線Ｂ１、Ｂ４及びＢ７参照）。なお、光フィルタ４０から出射された主光線Ｂ４は、軸線Ａ１と平行である。
【0023】
第２レンズ５０は、焦点距離が２．５ｍｍの非球面レンズである。第２レンズ５０は、光フィルタ４０から出射された主光線Ｂ４が第２レンズ５０の中心軸（光軸）に沿って進行するように所定の距離だけ＋ｘ軸方向にシフトされている。第２レンズ５０は、光フィルタ４０からの出射光の各主光線の交点（図１では図示省略）から＋ｚ軸方向に焦点距離だけ離間した位置に配置されている。第２レンズ５０は、光フィルタ４０から出射された各コアＣ１乃至Ｃ７からの光線を、これらの主光線が互いに平行となるように屈折させる（図１の光線Ｂ１、Ｂ４及びＢ７参照）。また、第２レンズ５０は、各コアＣ１乃至Ｃ７からの光線を、それぞれ収束する（図１では主光線のみ図示）。
【0024】
ＭＣＦ６０は、ＭＣＦ２０と同一の構成を有する。即ち、ＭＣＦ６０は円柱状であり、軸線方向に沿って延在している７つのコア（図示省略）と、これらのコアを取り囲む共通のクラッド（図示省略）と、を備える。ＭＣＦ６０は、シングルモード光ファイバである。ＭＣＦ６０の少なくとも－ｚ軸方向の端部における中心軸線は、第２レンズ５０の中心軸と一致している。ＭＣＦ６０の－ｚ軸方向の端部は、円筒状のフェルール６２に挿通されて保持されている。ＭＣＦ６０の端面６０ａは、フェルール６２に挿通された状態でその端面６２ａとともに一括して研磨されている。これにより、ＭＣＦ６０の端面６０ａとフェルール６２の端面６２ａは、同一平面（ｘｙ平面）上に位置している。図１では、フェルール６２内のＭＣＦ６０を破線で示している。
【0025】
ＭＣＦ６０の端面６０ａは、各コアＣ１乃至Ｃ７からの光線がそれぞれ収束する位置に位置している。これにより、第２レンズ５０から出射された各コアＣ１乃至Ｃ７からの光線は、ＭＣＦ６０の対応する各コアに低損失で入射する。即ち、ＭＣＦ２０とＭＣＦ６０は、光フィルタ４０を介して、第１レンズ３０と第２レンズ５０により、光学的に結合している。なお、光フィルタ４０とＭＣＦ６０との間に配置されるレンズは、第２レンズ５０に限られず、例えば、球面レンズ又はＧＲＩＮレンズであってもよい。また、ＭＣＦ２０が、異なるコア数及び／又はコア配置の別のＭＣＦに交換された場合、ＭＣＦ６０も、交換後のＭＣＦと同数のコア数及びコア配置を有する別のＭＣＦに交換されることが好ましい。更に、ＭＣＦ６０は、第２レンズ５０からの出射光を受光する受光部材として機能するが、受光部材はマルチコア光ファイバに限られない。例えば、受光部材は、各コアが個別のクラッドで取り囲まれているシングルモード・シングルコア光ファイバを、ＭＣＦ２０のコア数（図１の例では７つ）と同数だけ備えるシングルコア光ファイバ群であってもよい。
以上が光フィルタデバイス１０の構成に関する説明である。
以上が光フィルタデバイス１０の構成に関する説明である。
【0026】
このような光フィルタデバイス１０において、光フィルタ４０を回転軸ｒ１周りに回転させると、反射戻り光は低減できるものの、ＭＣＦ２０の各コアＣ１乃至Ｃ７からの光線の透過スペクトルのばらつき（特に、ばらつきの最大値）が増大し、任意の或る波長における透過損失のばらつきが増大することにより、ＭＣＦ６０により光信号を適切に伝送できない可能性がある。これは、光フィルタ４０を回転させることにより各コアＣ１乃至Ｃ７からの光線の光フィルタ４０への入射角度αのばらつきが増大することが原因であると考えられる。
【0027】
図３を参照して具体的に説明する。図３は、光フィルタ４０に入射する各主光線Ｂ４、Ｂ１及びＢ７の入射角度α（α１，α２，α３）を示した図である（角度θについては後述）。なお、図３では、光フィルタ４０を透過してその出射面４０ｂから出射される主光線の図示は省略している。図３に示すように、光フィルタ４０が回転軸ｒ１周りに反時計回りに回転角度η（η＞０）だけ回転されている場合、光フィルタ４０の法線Ｎが軸線Ａ１から反時計回りに角度ηだけ回転移動する。これにより、主光線Ｂ４（コアＣ４からの光線）の入射角度α１が角度ηと等しくなり（α１＝η）、主光線Ｂ１（コアＣ１からの光線）の入射角度α２が入射角度α１より大きくなり（α２＞α１）、主光線Ｂ７（コアＣ７からの光線）の入射角度α３が入射角度α１より小さくなる（α３＜α１）。これに対し、光フィルタ４０が回転されていない（即ち、入射面４０ａがｘｙ平面と平行である）場合、入射角度α２と入射角度α３は、コアＣ１とコアＣ７のコアＣ４に関する対称性により、互いに等しい（α２＝α３）。即ち、光フィルタ４０が回転されると、入射角度α２と入射角度α３とのばらつきが大きくなる。コアＣ２、Ｃ３、Ｃ５及びＣ６からの光線の入射角度αについても同様のばらつきが生じると考えられる。
【0028】
そこで、本願発明者らは、光フィルタ４０に入射する光線の入射角度αと、当該光線の透過スペクトルの波長シフト量Δλ（後述）と、の関係を調べることにより、透過スペクトルのばらつきの最大値を低減できるＭＣＦ２０（及び後述するＭＣＦ１２０、２２０）の周方向の向きを検討した。以下、詳細に説明する。
【0029】
図４は、入射角度αと波長シフト量Δλの関係を調べるために準備された光フィルタ４０の平面図である。光フィルタ４０の入射面４０ａには、軸線Ａ２に沿って光線Ｒが入射する。光線Ｒは、光フィルタ４０を透過して出射面４０ｂから出射される。光フィルタ４０は、軸線Ａ２と直交する面に対して回転軸ｒ１周りに回転角度ηだけ回転可能となっている。これにより、光線Ｒの入射角度αは、回転角度ηと等しくなる。本願発明者らは、回転角度ηを－２．５°≦η≦２．５°の範囲で０．５°刻みで変化させたとき（別言すれば、光線Ｒの入射角度αを－２．５°≦α≦２．５°の範囲で０．５°刻みで変化させたとき）の光フィルタ４０から出射される光線Ｒの透過損失を測定した。
【0030】
図５は、上記測定に基づく透過損失特性を表したグラフである。グラフ中の実線Ｌ１は、入射角度α＝０°の光線Ｒの透過スペクトルを示し、実線Ｌ２及びＬ３は、それぞれ入射角度α＝０．５°及び－０．５°の光線Ｒの透過スペクトルを示し、実線Ｌ４及びＬ５は、それぞれ入射角度α＝１°及び－１°の光線Ｒの透過スペクトルを示し、実線Ｌ６及びＬ７は、それぞれ入射角度α＝１．５°及び－１．５°の光線Ｒの透過スペクトルを示し、実線Ｌ８及びＬ９は、それぞれ入射角度α＝２°及び－２°の光線Ｒの透過スペクトルを示し、実線Ｌ１０及びＬ１１は、それぞれ入射角度α＝２．５°及び－２．５°の光線Ｒの透過スペクトルを示す。なお、透過スペクトルＬ２及びＬ３は実質的に同一であり重畳して図示されている。
【0031】
図５に示すように、入射角度αの大きさ（絶対値）が等しい場合、透過スペクトルの振る舞いは類似している（例えば、実線Ｌ１０と実線Ｌ１１）。また、透過スペクトルＬ２乃至Ｌ１１は、何れも透過スペクトルＬ１から短波長側にシフトしており、そのシフト量は、入射角度αの大きさが大きくなるほど増大している。以下では、透過損失が３ｄＢ（即ち、透過率５０％）のときに透過スペクトルＬ２乃至Ｌ１１が透過スペクトルＬ１からシフトしている波長のシフト量を、「波長シフト量Δλ」と規定する。即ち、波長シフト量Δλは、「透過損失が３ｄＢのときにおける、入射角度αの光線の透過スペクトルの、入射角度０°の光線の透過スペクトルからの波長のシフト量」である。
【0032】
図６は、入射角度αと波長シフト量Δλとの関係を規定したグラフである。グラフ中の１１個の実測値は、図５のグラフに基づいてプロットされた値である。また、入射角度αと波長シフト量Δλとの関係を以下の解析式（１）に基づいて計算した結果も示している。ここで、解析式（１）は以下の文献を参照して導出した。
小檜山光信著、「光学薄膜フィルターデザイン」、第１版、株式会社オプトロニクス社、２００６年、p.３０１－３４６
小檜山光信著、「光学薄膜フィルターデザイン」、第１版、株式会社オプトロニクス社、２００６年、p.３０１－３４６
【数1】
【0033】
ここで、解析式（１）中のλ０は入射角度α＝０°のときのカットオフ波長（＝１５２２．４ｎｍ）、ｎ１は空気中の屈折率（＝１．０）、ｎ２は光フィルタ４０の屈折率を表す。ｎ２は、解析値を実測値にフィッティングさせるため、ｎ２＝１．６５に設定している。図６のグラフによれば、解析式（１）は、実測値の振る舞いとよく一致している。このため、以下の検討では、解析式（１）に基づいて波長シフト量Δλを算出することとする。また、解析式（１）によれば、波長シフト量Δλは、入射角度αの大きさが大きくなるほど増大している。
【0034】
なお、この例では、波長シフト量Δλは、透過損失が３ｄＢのときの波長のシフト量として規定されるが、これに限られない。例えば、波長シフト量Δλは、透過損失が２ｄＢ、４ｄＢ又は５ｄＢのときの波長のシフト量として規定されてもよい。これは、図５に示すように、透過損失が少なくとも２ｄＢから５ｄＢの範囲では、透過スペクトル１乃至１１は互いに略平行であるため、各透過スペクトル２乃至１１の波長のシフト量は、透過損失が３ｄＢのときの波長シフト量Δλと略同一であるから（即ち、解析式（１）とよく一致するから）である。
【0035】
ところで、入射角度αは、「光フィルタ４０の回転角度η」と、「第１レンズ３０から出射された光線が軸線Ａ１と鋭角に成す光線角度θ（図３参照）」と、「各周辺コアＣ１乃至Ｃ３並びにＣ５乃至Ｃ７の角度φ（後述）」と、から導出可能である。図７Ａ及び図７Ｂを参照して説明する。図７Ａは、直交座標系における入射角度α、回転角度η、光線角度θ及び角度φの関係を示した図であり、図７Ｂは、ＭＣＦ２０の端面２０ａを示した図である。図７Ｂに示すように、任意の周辺コアの角度φは、偏角として規定される。偏角は、ｘ軸の正の部分から、任意の周辺コアの中心と原点とを結ぶ線分までの角度である。図７Ｂの例では、周辺コアＣ１、Ｃ２、Ｃ５、Ｃ７、Ｃ６及びＣ３の角度φは、それぞれ０°、６０°、１２０°、１８０°、２４０°及び３００°である。中心コアＣ４については、角度φは定義されない。なお、図７Ａでは、角度φを、＋ｚ軸方向から見てｘ軸の「負」の部分から反時計回りに増加する角度として図示している。これは、ＭＣＦ２０の各周辺コアＣ１乃至Ｃ３並びにＣ５乃至Ｃ７からの光線が第１レンズ３０により屈折するためである。
【0036】
図７ＡのベクトルＢは、任意のコアＣ１乃至Ｃ７から第１レンズ３０を介して進行する光線を表す光線ベクトルである。原点から角度φの方向に延びる半直線を半直線ｂと規定すると、光線ベクトルＢは、半直線ｂとｚ軸とを通る平面上に位置しており、＋ｚ軸方向に延びる単位ベクトルｅｚ（図示省略）と光線角度θを成している。このため、光線ベクトルＢは、以下の式（２）として表記され得る。
【数2】
【0037】
図７ＡのベクトルＮは、光フィルタ４０の出射面４０ｂからの法線ベクトルである。法線ベクトルＮは、ｚｘ平面上に位置しており、単位ベクトルｅｚと回転角度ηを成している。なお、図７Ａでは、法線ベクトルＮを出射面４０ｂからの法線ベクトルとして規定しており、図３及び図４に示した法線Ｎの方向と逆になっているが、これは、＋ｚ軸方向に延びる単位ベクトルｅｚとの角度を回転角度ηとして規定するほうが説明し易いからであり、図３及び図４に示す回転角度ηと同一の値を有することに注意されたい。法線ベクトルＮは、以下の式（３）として表記され得る。
【数3】
【0038】
入射角度αは、光線ベクトルＢ（式（２））と法線ベクトルＮ（式（３））とが成す角度である。このため、内積の定義により、入射角度αは、以下の式（４）として導出され得る。
【数4】
【0039】
なお、中心コアＣ４からの光線の光線角度θは０°であるため、中心コアＣ４からの光線の入射角度αを算出する場合、式（４）中の括弧内の第２項の値は０となる（sinθの値が０となるため）。即ち、この場合、式（４）には角度φが含まれなくなる。従って、中心コアＣ４について角度φが定義されていなくても特段の問題はなく、式（４）を用いて中心コアＣ４からの光線の入射角度αを適切に算出することができる。
【0040】
以上より、各コアＣ１乃至Ｃ７からの光線の光フィルタ４０への入射角度αは、光フィルタ４０の回転角度η、当該光線の光線角度θ、及び、当該光線に対応するコアの角度φから算出され得ることが分かる。入射角度αが算出されることにより、式（１）を用いて波長シフト量Δλが算出され得る。本願発明者らは、様々なコア数及びコア配置を有するＭＣＦを光フィルタデバイス１０に適用して、式（４）及び式（１）を用いて、透過スペクトルのばらつきの最大値を低減できる周方向の向きを検討した。
【0041】
図８Ａ乃至図８Ｃは、検討に用いられたＭＣＦの端面を示す図である。図８ＡのＭＣＦは、ＭＣＦ２０である。ＭＣＦ２０の構成は図２を用いて説明したため、詳細な説明は省略する。中心コアＣ４からの光線の光線角度θは、０°である。周辺コアＣ１乃至Ｃ３並びにＣ５乃至Ｃ７からの光線の光線角度θは、中心コアＣ４からの光線に関する対称性により互いに等しく、それぞれ０．８７°である（図１参照）。また、回転角度ηは２．９°に設定されている。これは、図８Ｂ及び図８Ｃの例においても同様である。なお、周辺コアＣ１乃至Ｃ３並びにＣ５乃至Ｃ７は、「最外周コア」の一例に相当する。
【0042】
図８ＢのＭＣＦは、ＭＣＦ２０とコア数及びコア配置のみが異なるＭＣＦ１２０である。ＭＣＦ１２０は、第１コアとしての４つのコアＣ１乃至Ｃ４と、これらのコアＣ１乃至Ｃ４を取り囲む共通のクラッド１２１と、を備える。コアＣ１乃至Ｃ４は、端面１２０ａの中心を中心とする正方形の頂点に位置している。即ち、コアＣ１乃至Ｃ４は「周辺コア」である。コアピッチは５０μｍである。コアＣ１乃至Ｃ４からの光線の光線角度θは、ＭＣＦ１２０の中心軸線に関する対称性により互いに等しく、それぞれ０．８１°である。なお、コアＣ１乃至Ｃ４は、「最外周コア」の一例に相当する。
【0043】
図８ＣのＭＣＦは、ＭＣＦ１２０とコア配置のみが異なるＭＣＦ２２０である。ＭＣＦ２２０は、第１コアとしての４つのコアＣ１乃至Ｃ４と、これらのコアＣ１乃至Ｃ４を取り囲む共通のクラッド２２１と、を備える。コアＣ１乃至コアＣ４は、端面２２０ａの中心を中心として２回対称となるように直線状に配置されている。即ち、コアＣ１乃至Ｃ４は「周辺コア」である。コアピッチは５０μｍである。コアＣ１及びＣ４からの光線の光線角度θは、ＭＣＦ２２０の中心軸線に関する対称性により互いに等しく、それぞれ１．７°である。コアＣ２及びＣ３からの光線の光線角度θは、ＭＣＦ２２０の中心軸線に関する対称性により互いに等しく、それぞれ０．５７°である。
【0044】
図９Ａは、ＭＣＦ２０（図８Ａ参照）の周方向の向きを、コアＣ１、Ｃ４及びＣ７を通る直線が、基準軸としてのｙ軸（即ち、軸線Ａ１を通り、回転軸ｒ１と平行な軸）と直交するように設定したときの端面２０ａを示す図である。以下、このような向きを「直交型」とも称する。ここで、ｙ軸から－ｘ軸方向に最も離間しているコアを「第１離間コア」と規定し、ｙ軸から＋ｘ軸方向に最も離間しているコアを「第２離間コア」と規定すると、この例では、第１離間コアはコアＣ７であり、第２離間コアはコアＣ１である。また、「ｙ軸から第１離間コアまでの距離」と「ｙ軸から第２離間コアまでの距離」との和を「離間距離」と規定すると、この例では、離間距離は７５μｍである。なお、－ｘ軸方向は、直交軸としてのｘ軸に沿ってｙ軸に対して一方の側に向かう「第１直交方向」の一例に相当し、＋ｘ軸方向は、ｘ軸に沿ってｙ軸に対して他方の側に向かう「第２直交方向」の一例に相当する。本実施形態では、回転軸ｒ１も軸線Ａ１を通る軸であるため、基準軸として回転軸ｒ１が用いられてもよい。
【0045】
図９Ｂは、ＭＣＦ２０が直交型に設定されているときの各コアＣ１乃至Ｃ７からの光線の入射角度αと波長シフト量Δλとの関係を規定したグラフである。入射角度αは、式（４）から算出され、波長シフト量Δλは、式（１）から算出され得る。例えば、コアＣ７からの光線の波長シフト量Δλは、まず、η＝２．９°、θ＝０．８７°及びφ＝１８０°を式（４）に代入することにより入射角度αを算出し、次いで、当該入射角度αを上述した他の物理量とともに式（１）に代入することにより算出され得る。なお、グラフ中の破線７０は、解析式（１）を表す。
【0046】
図９Ｂのグラフによれば、第１離間コアＣ７からの光線の入射角度αが最小となり、第２離間コアＣ１からの光線の入射角度αが最大となっている。このため、第１離間コアＣ７からの光線の波長シフト量Δλが最小となり、第２離間コアＣ１からの光線の波長シフト量Δλが最大となっている。透過スペクトルのばらつきの最大値は、波長シフト量Δλの最小値Δλminと最大値Δλmaxとの差分に等しい。以下では、この差分（Δλmax－Δλmin）を、「透過スペクトルのばらつきの最大値Ｄmax」、若しくは、単に「ばらつきの最大値Ｄmax」又は「Ｄmax」と称する。ＭＣＦ２０が直交型に設定されているときの透過スペクトルのばらつきの最大値Ｄmaxは、０．８７ｎｍであった。なお、中心コアＣ４からの光線の入射角αは、回転角度ηに等しい（図３及び図４参照）。このため、図９Ｂのグラフによれば、中心コアＣ４からの光線の入射角αは２．９°となっている。図１０Ｂについても同様である。
【0047】
図１０Ａは、ＭＣＦ２０の周方向の向きを、コアＣ１、Ｃ４及びＣ７を通る直線が、ｙ軸と平行となるように設定したときの端面２０ａを示す図である。以下、このような向きを「平行型」とも称する。この例では、第１離間コアはコアＣ２及びＣ５であり、第２離間コアはコアＣ３及びＣ６である。また、離間距離は６５μｍである。
【0048】
図１０Ｂは、ＭＣＦ２０が平行型に設定されているときの各コアＣ１乃至Ｃ７からの光線の入射角度αと波長シフト量Δλとの関係を規定したグラフである。図１０Ｂのグラフによれば、第１離間コアＣ２及びＣ５からの光線の入射角度αが最小となり、第２離間コアＣ３及びＣ６からの光線の入射角度αが最大となっている。このため、第１離間コアＣ２及びＣ５からの光線の波長シフト量Δλが最小となり、第２離間コアＣ３及びＣ６からの光線の波長シフト量Δλが最大となっている。ＭＣＦ２０が平行型に設定されているときの透過スペクトルのばらつきの最大値Ｄmaxは、０．７５ｎｍであった。
【0049】
図９Ａ乃至図１０Ｂによれば、平行型のときの離間距離（６５μｍ）のほうが、直交型のときの離間距離（７５μｍ）よりも短い。また、平行型のときの入射角度αのばらつきのほうが直交型のときの入射角度αのばらつきよりも小さいため、平行型のときのほうが波長シフト量Δλのばらつき（即ち、Ｄmax）が小さい。
【0050】
以上より、ｘ軸方向におけるコアの位置と、入射角度αとの間には相関があることが分かる。より具体的には、離間距離が短くなるほど、入射角度αのばらつきが小さくなり、結果として、波長シフト量Δλのばらつき（Δλmax－Δλmin）を低減できる、つまり、透過スペクトルのばらつきの最大値Ｄmaxを低減できることが分かる。直交型は、離間距離が最大になる（即ち、Ｄmaxが最大になる）ときのＭＣＦ２０の周方向の向きであり、平行型は、離間距離が最小になる（即ち、Ｄmaxが最小になる）ときのＭＣＦ２０の周方向の向きである。平行型のときのＤmax（０．７５ｎｍ）は、直交型のときのＤmax（０．８７ｎｍ）に比べて約１３％小さい。これは、ＭＣＦ２０の周方向の向きを平行型に設定することにより、Ｄmaxを最大で約１３％低減できることを意味する。
【0051】
また、図９Ａ及び図１０Ａによれば、周辺コアＣ１乃至Ｃ３並びにＣ５乃至Ｃ７は、ＭＣＦ２０が直交型及び平行型の何れに設定されている場合においても、ｙ軸に関して線対称である。しかしながら、ＭＣＦ２０が直交型に設定されている場合は、６つの周辺コア（コアＣ１乃至Ｃ３並びにＣ５乃至Ｃ７）のうち２つの周辺コア（コアＣ１及びＣ７）がｘ軸上に位置しているのに対し、ＭＣＦ２０が平行型に設定されている場合は、何れの周辺コアもｘ軸上に位置していない。このことから、離間距離が最小になる（即ち、Ｄmaxが最小になる）ときのＭＣＦ２０の周方向の向きは、以下のように規定することもできる。即ち、「周辺コアがＭＣＦの端面の中心を中心とする正六角形の頂点に位置するコア配置」を有するＭＣＦ（ＭＣＦ２０）において、周辺コアがｙ軸に関して線対称である２つの型（直交型、平行型）のうち、周辺コアがｘ軸上に位置していないほうの型（平行型）にＭＣＦを設定することにより、離間距離を最小にすることができる。
【0052】
図１１Ａは、ＭＣＦ１２０（図８Ｂ参照）の周方向の向きを、コアＣ２とコアＣ４とを通る直線が、ｙ軸と直交するように設定したときの端面１２０ａを示す図である。以下、このような向きを「対角線型」とも称する。この例では、第１離間コアはコアＣ２であり、第２離間コアはコアＣ４である。また、離間距離は７１μｍである。
【0053】
図１１Ｂは、ＭＣＦ１２０が対角線型に設定されているときの各コアＣ１乃至Ｃ４からの光線の入射角度αと波長シフト量Δλとの関係を規定したグラフである。図１１Ｂのグラフによれば、第１離間コアＣ２からの光線の入射角度α及び波長シフト量Δλが最小となり、第２離間コアＣ４からの光線の入射角度α及び波長シフト量Δλが最大となっている。ＭＣＦ１２０が対角線型に設定されているときの透過スペクトルのばらつきの最大値Ｄmaxは、０．８１ｎｍであった。
【0054】
図１２Ａは、ＭＣＦ１２０の周方向の向きを、コアＣ２とコアＣ３（又はコアＣ１とコアＣ４）とを通る直線が、ｙ軸と平行となるように設定したときの端面１２０ａを示す図である。以下、このような向きを「平行型」とも称する。この例では、第１離間コアはコアＣ２及びＣ３であり、第２離間コアはコアＣ１及びＣ４である。また、離間距離は５０μｍである。
【0055】
図１２Ｂは、ＭＣＦ１２０が平行型に設定されているときの各コアＣ１乃至Ｃ４からの光線の入射角度αと波長シフト量Δλとの関係を規定したグラフである。図１２Ｂのグラフによれば、第１離間コアＣ２及びＣ３からの光線の入射角度α及び波長シフト量Δλが最小となり、第２離間コアＣ１及びＣ４からの光線の入射角度α及び波長シフト量Δλが最大となっている。ＭＣＦ１２０が平行型に設定されているときの透過スペクトルのばらつきの最大値Ｄmaxは、０．５７ｎｍであった。
【0056】
図１１Ａ乃至図１２Ｂによれば、平行型のときの離間距離（５０μｍ）のほうが、対角線型の離間距離（７１μｍ）よりも短い。また、平行型の入射角度αのばらつきのほうが対角線型の入射角度αのばらつきよりも小さいため、平行型のときのほうが波長シフト量Δλのばらつき（即ち、Ｄmax）が小さい。
【0057】
以上より、ＭＣＦ２０の場合と同様に、離間距離が短くなるほど、入射角度αのばらつきが小さくなり、結果として、透過スペクトルのばらつきの最大値Ｄmaxを低減できることが分かる。対角線型は、離間距離が最大になるときのＭＣＦ１２０の周方向の向きであり、平行型は、離間距離が最小になるときのＭＣＦ１２０の周方向の向きである。平行型のときのＤmax（０．５３ｎｍ）は、対角線型のときのＤmax（０．８１ｎｍ）に比べて約２９％小さい。これは、ＭＣＦ１２０の周方向の向きを平行型に設定することにより、Ｄmaxを最大で約２９％低減できることを意味する。
【0058】
また、図１１Ａ及び図１２Ａによれば、周辺コアＣ１乃至Ｃ４は、ＭＣＦ１２０が対角線型及び平行型の何れに設定されている場合においても、ｙ軸に関して線対称である。しかしながら、ＭＣＦ１２０が対角線型に設定されている場合は、４つの周辺コア（コアＣ１乃至Ｃ４）のうち２つの周辺コア（コアＣ２及びＣ４）がｘ軸上に位置しているのに対し、ＭＣＦ１２０が平行型に設定されている場合は、何れの周辺コアもｘ軸上に位置していない。このことから、離間距離が最小になるときのＭＣＦ１２０の周方向の向きは、ＭＣＦ２０の場合と同様に、以下のように規定することもできる。即ち、「周辺コアがＭＣＦの端面の中心を中心とする正方形の頂点に位置するコア配置」を有するＭＣＦ（ＭＣＦ１２０）において、周辺コアがｙ軸に関して線対称である２つの型（対角線型、平行型）のうち、周辺コアがｘ軸上に位置していないほうの型（平行型）にＭＣＦを設定することにより、離間距離を最小にすることができる。
【0059】
図１３Ａは、ＭＣＦ２２０（図８Ｃ参照）の周方向の向きを、コアＣ１乃至Ｃ４を通る直線が、ｙ軸と直交するように設定したときの端面２２０ａを示す図である。以下、このような向きを「直交型」とも称する。この例では、第１離間コアはコアＣ１であり、第２離間コアはコアＣ４である。また、離間距離は１５０μｍである。
【0060】
図１３Ｂは、ＭＣＦ２２０が直交型に設定されているときの各コアＣ１乃至Ｃ４からの光線の入射角度αと波長シフト量Δλとの関係を規定したグラフである。図１３Ｂのグラフによれば、第１離間コアＣ１からの光線の入射角度α及び波長シフト量Δλが最小となり、第２離間コアＣ４からの光線の入射角度α及び波長シフト量Δλが最大となっている。ＭＣＦ２２０が直交型に設定されているときの透過スペクトルのばらつきの最大値Ｄmaxは、１．７ｎｍであった。
【0061】
図１４Ａは、ＭＣＦ２２０の周方向の向きを、コアＣ１乃至Ｃ４を通る直線が、ｙ軸と平行となるように設定したときの端面２２０ａを示す図である。以下、このような向きを「平行型」とも称する。平行型の場合、コアＣ１乃至Ｃ４はｙ軸に沿って配置されているため、コアＣ１乃至Ｃ４は、第１離間コアであるとともに第２離間コアでもある。従って、離間距離は０μｍである。
【0062】
図１４Ｂは、ＭＣＦ２２０が平行型に設定されているときの各コアＣ１乃至Ｃ４からの光線の入射角度αと波長シフト量Δλとの関係を規定したグラフである。図１４Ｂのグラフによれば、コアＣ２及びＣ３（即ち、軸線Ａ１（ｚ軸）に近いほうのコア）からの光線の入射角度α及び波長シフト量Δλが最小となり、コアＣ１及びＣ４（即ち、軸線Ａ１から遠いほうのコア）からの光線の入射角度α及び波長シフト量Δλが最大となっている。ＭＣＦ２２０が平行型に設定されているときの透過スペクトルのばらつきの最大値Ｄmaxは、０．２３ｎｍであった。
【0063】
図１３Ａ乃至図１４Ｂによれば、平行型のときの離間距離（０μｍ）のほうが、直交型のときの離間距離（１５０μｍ）よりも短い。また、平行型の入射角度αのばらつきのほうが直交型の入射角度αのばらつきよりも小さいため、平行型のときのほうが波長シフト量Δλのばらつき（即ち、Ｄmax）が小さい。
【0064】
以上より、ＭＣＦ２０及びＭＣＦ１２０の場合と同様に、離間距離が短くなるほど、入射角度αのばらつきが小さくなり、結果として、透過スペクトルのばらつきの最大値Ｄmaxを低減できることが分かる。直交型は、離間距離が最大になるときのＭＣＦ２２０の周方向の向きであり、平行型は、離間距離が最小になるときのＭＣＦ２２０の周方向の向きである。平行型のときのＤmax（０．２３ｎｍ）は、直交型のときのＤmax（１．７ｎｍ）に比べて約８７％小さい。これは、ＭＣＦ２２０の周方向の向きを平行型に設定することにより、Ｄmaxを最大で約８７％低減できることを意味する。
【0065】
また、図１３Ａ及び図１４Ａによれば、周辺コアＣ１乃至Ｃ４は、ＭＣＦ２２０が直交型及び平行型の何れに設定されている場合においても、ｙ軸に関して線対称である。しかしながら、ＭＣＦ２２０が直交型に設定されている場合は、４つの周辺コア（コアＣ１乃至Ｃ４）の全てがｘ軸上に位置しているのに対し、ＭＣＦ２２０が平行型に設定されている場合は、何れの周辺コアもｘ軸上に位置していない。このことから、離間距離が最小になるときのＭＣＦ２２０の周方向の向きは、ＭＣＦ２０及び１２０の場合と同様に、以下のように規定することもできる。即ち、「周辺コアがＭＣＦの端面の中心を通る直線に沿って配置されたコア配置」を有するＭＣＦ（ＭＣＦ２２０）において、周辺コアがｙ軸に関して線対称である２つの型（直交型、平行型）のうち、周辺コアがｘ軸上に位置していないほうの型（平行型）にＭＣＦを設定することにより、離間距離を最小にすることができる。
【0066】
上記の検討結果によれば、光フィルタデバイス１０にＭＣＦ２０、１２０又は２２０を適用する場合、これらの周方向の向きは、何れも平行型に設定することが望ましい。これにより、ＭＣＦ２０、１２０及び２２０の離間距離が最小となるため、各コアからの光線の光フィルタ４０への入射角度αのばらつきを最小限に留めることができる。従って、各コアからの光線の透過スペクトルのばらつきの最大値Ｄmaxを最小限に留めることができ、任意の或る波長におけるこれらの光線の透過損失にばらつきが生じることを最大限に抑制できる。結果として、反射戻り光を低減しつつ、光信号を適切に伝送することができる。
【0067】
なお、ＭＣＦが「周辺コアがＭＣＦの端面の中心を中心とする正多角形の頂点に位置しているコア配置」を有する場合、ＭＣＦは、当該周辺コアよりも径方向内側に１又は複数の別の周辺コアを内周コアとして有していてもよい。内周コアは、対称関係を有している必要はなく、どのように配置されていてもよい。これは、ばらつきの最大値Ｄmaxを最小限に留めるためには離間距離を最小とすればよく、離間距離は、内周コアのコア配置には関係なく（影響を受けずに）決定される値だからである。
【0068】
なお、ＭＣＦのコア数及びコア配置は、図８Ａ乃至図８Ｃに挙げた例に限られない。また、ＭＣＦのコア配置は、ＭＣＦの端面の中心に関して対称性を有していなくてもよい。別言すれば、第１離間コアと第２離間コアは、互いにｙ軸方向にずれていてもよいし、ｙ軸から第１離間コアまでの距離は、ｙ軸から第２離間コアまでの距離と異なっていてもよい。このような場合においても、離間距離が最小となるようにＭＣＦの周方向の向きを設定することにより、入射角度αのばらつきを最小限に留めることができるため、上述した効果を奏することができる。
【0069】
更に、光フィルタ４０は、回転角度ηが負の値を有するように回転されてもよい。この場合においても、離間距離が最小となるようにＭＣＦの周方向の向きを設定することにより、上述した効果を奏することができる。
【0070】
（第２実施形態）
図１５は、本発明の第２実施形態に係る光フィルタデバイス３１０の一例を示す平面図である。本実施形態では、第１実施形態と同一の部材については同一の符号を付し、第１実施形態と同様の構成についてはその詳細な説明を省略する。図１５に示すように、光フィルタデバイス３１０は、ＭＣＦ２０及びフェルール２２の代わりにＭＣＦ３２０及びフェルール３２２を備え、ＭＣＦ６０及びフェルール６２の代わりにＭＣＦ３６０及びフェルール３６２を備える点で光フィルタデバイス１０と相違している。また、第２レンズ５０の位置が、光フィルタデバイス１０におけるそれらの位置と相違している。
図１５は、本発明の第２実施形態に係る光フィルタデバイス３１０の一例を示す平面図である。本実施形態では、第１実施形態と同一の部材については同一の符号を付し、第１実施形態と同様の構成についてはその詳細な説明を省略する。図１５に示すように、光フィルタデバイス３１０は、ＭＣＦ２０及びフェルール２２の代わりにＭＣＦ３２０及びフェルール３２２を備え、ＭＣＦ６０及びフェルール６２の代わりにＭＣＦ３６０及びフェルール３６２を備える点で光フィルタデバイス１０と相違している。また、第２レンズ５０の位置が、光フィルタデバイス１０におけるそれらの位置と相違している。
【0071】
図１５に示すように、ＭＣＦ３２０の端面３２０ａは、ｘｙ平面に対して所定の傾斜方向に所定の研磨角度（例えば、８°）だけ傾斜するように斜めに研磨（斜研磨）されている。これにより、端面３２０ａにおける反射戻り光を低減している。端面３２０ａは、これに垂直な方向から見ると楕円形状となっている。以下では、端面３２０ａの長軸（斜研磨基準軸の一例）に沿って、光フィルタ４０からより離間している遠位端からより近接している近位端に向かう方向を、端面３２０ａの中心軸線に沿って見たときの方向を、「斜研磨方向」と規定する。
【0072】
図１６は、端面３２０ａを示す図である。図１６の実線の矢印８１は、端面３２０ａの斜研磨方向を示し、破線の矢印８０は、後述する斜研磨角度の算出基準となる基準方向を示す。図１６に示すように、基準方向８０は、＋ｙ軸方向に沿って延びている。以下では、任意の或る斜研磨方向が、基準方向８０から反時計回りに成す角を、「正の値を有する斜研磨回転角度Ψ」と規定する。この例では、斜研磨方向８１は、基準方向８０から反時計回りに２７０°の角度を成しているため、斜研磨方向８１の斜研磨回転角度Ψは２７０°（別言すれば、－９０°）となる。
【0073】
図１５に示すように、ＭＣＦ３２０の＋ｚ軸方向の端部は、円筒状のフェルール３２２に挿通されて保持されている。ＭＣＦ３２０の端面３２０ａは、フェルール３２２の端面３２２ａとともに一括して斜研磨されている。但し、フェルール３２２の端面３２２ａの斜研磨方向８１における端部３２２ａ１は斜研磨されておらず、ｘｙ平面と平行となっている。端部３２２ａ１は、いわゆる研磨代（けんましろ）である。
【0074】
ＭＣＦ３２０は、７つのコアＣ１乃至Ｃ７と、これらのコアＣ１乃至Ｃ７を取り囲む共通のクラッド３２１と、を備える。ＭＣＦ３２０は、ＭＣＦ２０と同様のコア配置を有する。また、ＭＣＦ３２０の周方向の向きは、平行型（即ち、離間距離が最小となる向き）となるように設定されている。
【0075】
ＭＣＦ３２０の各コアＣ１乃至Ｃ７を伝搬してきた光線は、端面３２０ａから第１レンズ３０に向けて出射される。図１５では、コアＣ３、Ｃ４及びＣ２（図１６参照）から出射される光線の主光線Ｂ３、Ｂ４及びＢ２のみをそれぞれ図示している。主光線Ｂ３、Ｂ４及びＢ２は、斜研磨方向８１側（この例では、＋ｘ軸方向側）に傾斜して進行するため、軸線Ａ１に対して傾斜している。
【0076】
第１レンズ３０は、端面３２０ａにおける中心コアＣ４の中心から焦点距離だけ＋ｚ軸方向に離間した位置に配置されている。このため、第１レンズ３０から出射された主光線Ｂ４は、軸線Ａ１と平行である。第１レンズ３０は、各コアＣ１乃至Ｃ７からの光線をコリメートして集光する。
【0077】
光フィルタ４０は、第１レンズ３０からの出射光の集光点が入射面４０ａ上に位置するように配置されている。入射面４０ａに入射した光線は、光フィルタ４０を透過して出射面４０ｂから出射される。光フィルタ４０は、光線が入射面４０ａ上で集光する位置に、ｙ軸方向に延びる回転軸ｒ２を有する。光フィルタ４０は、ｘｙ平面と平行となる位置から、回転軸ｒ２周りに回転角度ηだけ回転されている。これにより、反射戻り光を低減している。なお、光フィルタ４０から出射された主光線Ｂ４は、軸線Ａ１と平行である。
【0078】
第２レンズ５０は、その中心軸が軸線Ａ１と一致するように配置されている。第２レンズ５０は、光フィルタ４０から出射された各コアＣ１乃至Ｃ７からの光線を、これらの主光線が互いに平行となるように屈折させる（図１５の光線Ｂ３、Ｂ４及びＢ２参照）。また、第２レンズ５０は、各コアＣ１乃至Ｃ７からの光線を、それぞれ収束する（図１５では主光線のみ図示）。
【0079】
ＭＣＦ３６０は、ＭＣＦ３２０と同一の構成を有する。ＭＣＦ３６０の－ｚ軸方向の端部は、円筒状のフェルール３６２に挿通されて保持されている。ＭＣＦ３６０の端面３６０ａは、フェルール３６２の端面３６２ａとともに一括して斜研磨されている。これにより、端面３６０ａにおける反射戻り光を低減している。フェルール３６２の端面３６２ａは、斜研磨方向における端部３６２ａ１に研磨代を有する。ＭＣＦ３６０は、ｘ軸に関してＭＣＦ３２０と線対称の関係にある。
【0080】
第２レンズ５０及びＭＣＦ３６０は、第２レンズから出射された各コアＣ１乃至Ｃ７からの光線がそれぞれ収束する位置に端面３６０ａが位置するように互いの位置関係が決定されている。
以上が光フィルタデバイス３１０の構成に関する説明である。
以上が光フィルタデバイス３１０の構成に関する説明である。
【0081】
本願発明者らは、周方向の向きが平行型に設定された後述する２種類のＭＣＦを光フィルタデバイス３１０に適用して、斜研磨回転角度Ψを０°≦Ψ≦３６０°の範囲で変化させることにより、斜研磨回転角度Ψと、透過スペクトルのばらつきの最大値Ｄmaxとの関係について考察した。
【0082】
図１７Ａ及び図１７Ｂは、考察に用いられたＭＣＦの端面を示す図である。図１７ＡのＭＣＦは、ＭＣＦ３２０である。ＭＣＦ３２０の構成は図１６を用いて説明したため、詳細な説明は省略する。斜研磨方向８２は、基準方向８０（図示省略）から反時計回りに３６０°回転可能となっている。中心コアＣ４からの光線の光線角度θは０°である（図１５参照）。周辺コアＣ１乃至Ｃ３並びにＣ５乃至Ｃ７からの光線の光線角度θの平均値は０．８７°である。この例では、回転角度ηはη＝±２．９°及び±１．８°の４通りに設定される。
【0083】
図１７ＢのＭＣＦは、ＭＣＦ３２０とコア数及びコア配置のみが異なるＭＣＦ４２０である。ＭＣＦ４２０は、４つのコアＣ１乃至Ｃ４と、これらのコアＣ１乃至Ｃ４を取り囲む共通のクラッド４２１と、を備える。ＭＣＦ４２０は、ＭＣＦ２２０と同様のコア配置を有する。斜研磨方向８３は、基準方向８０（図示省略）から反時計回りに３６０°回転可能となっている。コアＣ１及びＣ４からの光線の光線角度θは、それぞれ１．７°である。コアＣ２及びＣ３からの光線の光線角度θは、それぞれ０．５７°である。この例では、回転角度ηは２．９°に設定される。
【0084】
図１８は、回転角度η＝２．９°の場合における、光フィルタ４０と斜研磨されたＭＣＦ３２０（図１７Ａ参照）との相対位置関係の一例を示す図である。この例では、ＭＣＦ３２０の端面３２０ａは、斜研磨回転角度Ψが９０°となるように斜研磨されている。図１８では、光フィルタ４０を透過して出射面４０ｂから出射される光線の図示は省略している。図２０についても同様である。
【0085】
図１９は、図１８に示すＭＣＦ３２０の斜研磨回転角度Ψを－１８０°≦Ψ≦１８０°の範囲で変化させたときの「斜研磨回転角度Ψ」と「ばらつきの最大値Ｄmax」との関係を規定したグラフである。グラフ中の実線９０は、端面が斜研磨されていないＭＣＦ（即ち、第１実施形態の平行型のＭＣＦ２０（図１０Ａ及び図１０Ｂ参照））が用いられたときのばらつきの最大値Ｄmaxを示す。なお、図１０Ｂでは、Ｄmax＝０．７５ｎｍであったが、これは、有効数字２桁で記載しているためであり、厳密な数値は、実線９０に示す通り、０．７５ｎｍより僅かに小さい。図１９によれば、０°＜Ψ＜１８０°のときは、斜研磨されたＭＣＦ３２０のＤmaxは、斜研磨されていない平行型のＭＣＦ２０のＤmaxと比較して、同等又はより小さくなっている。
【0086】
図２０は、回転角度η＝－２．９°の場合における、光フィルタ４０と斜研磨されたＭＣＦ３２０との相対位置関係の一例を示す図である。この例では、端面３２０ａは、斜研磨回転角度Ψが－９０°となるように斜研磨されている。
【0087】
図２１は、図２０に示すＭＣＦ３２０の斜研磨回転角度Ψを－１８０°≦Ψ≦１８０°の範囲で変化させたときの「斜研磨回転角度Ψ」と「ばらつきの最大値Ｄmax」との関係を規定したグラフである。図２１によれば、－１８０°＜Ψ＜０°のときは、斜研磨されたＭＣＦ３２０のＤmaxは、斜研磨されていない平行型のＭＣＦ２０のＤmaxと比較して、同等又はより小さくなっている。
【0088】
図２２は、図１８に示す光フィルタ４０の回転角度ηを１．８°に変更し、ＭＣＦ３２０の斜研磨回転角度Ψを－１８０°≦Ψ≦１８０°の範囲で変化させたときの「斜研磨回転角度Ψ」と「ばらつきの最大値Ｄmax」との関係を規定したグラフである。グラフ中の実線９１は、端面が斜研磨されていないＭＣＦ（即ち、第１実施形態の平行型のＭＣＦ２０）が用いられたときのばらつきの最大値Ｄmaxを示す。図２２によれば、０°＜Ψ＜１８０°のときは、斜研磨されたＭＣＦ３２０のＤmaxは、斜研磨されていない平行型のＭＣＦ２０のＤmaxと比較して、同等又はより小さくなっている。
【0089】
図２３は、図２０に示す光フィルタ４０の回転角度ηを－１．８°に変更し、ＭＣＦ３２０の斜研磨回転角度Ψを－１８０°≦Ψ≦１８０°の範囲で変化させたときの「斜研磨回転角度Ψ」と「ばらつきの最大値Ｄmax」との関係を規定したグラフである。図２３によれば、－１８０°＜Ψ＜０°のときは、斜研磨されたＭＣＦ３２０のＤmaxは、斜研磨されていない平行型のＭＣＦ２０のＤmaxと比較して、同等又はより小さくなっている。
【0090】
以上より、斜研磨回転角度Ψと、ばらつきの最大値Ｄmaxとの間には、一定の傾向があることが分かる。より具体的には、回転角度ηの大きさが同一で符号が異なる場合、Ｄmaxの振る舞いは、Ψ＝０°に関して互いに線対称となっていることが分かる。また、回転角度ηが正の値を有するとき（図１９及び図２２参照）は、斜研磨回転角度Ψが０°＜Ψ＜１８０°を満たすようにＭＣＦ３２０を斜研磨することにより、ばらつきの最大値Ｄmaxを同等に維持又はより低減できることが分かる。一方、回転角度ηが負の値を有するとき（図２１及び図２３参照）は、斜研磨回転角度Ψが－１８０°＜Ψ＜０°を満たすようにＭＣＦ３２０を斜研磨することにより、ばらつきの最大値Ｄmaxを同等に維持又はより低減できることが分かる。
【0091】
これに対し、図２４は、回転角度η＝２．９°の場合において、ＭＣＦ４２０（図１７Ｂ参照）の斜研磨回転角度Ψを－１８０°≦Ψ≦１８０°の範囲で変化させたときの「斜研磨回転角度Ψ」と「ばらつきの最大値Ｄmax」との関係を規定したグラフである。グラフ中の実線９２は、端面が斜研磨されていないＭＣＦ（即ち、第１実施形態の平行型のＭＣＦ２２０（図１４Ａ及び図１４Ｂ参照））が用いられたときのばらつきの最大値Ｄmaxを示す。なお、図１４Ｂでは、Ｄmax＝０．２３ｎｍであったが、これは、有効数字２桁で記載しているためであり、厳密な数値は、実線９２に示す通り、０．２３ｎｍより僅かに小さい。図２４によれば、回転角度ηが正の値を有するとき、斜研磨されたＭＣＦ４２０のＤmaxは、斜研磨されていない平行型のＭＣＦ２２０のＤmaxと比較して大きくなっている。
【0092】
ＭＣＦ３２０が用いられた場合におけるＤmaxの振る舞いの線対称性によれば、ＭＣＦ４２０が用いられた場合における「η＝－２．９°のときのＤmaxの振る舞い」は、「η＝２．９°のときのＤmaxの振る舞い（図２４参照）」をΨ＝０°に関して反転させた振る舞いに等しいと推測される。ここで、図２４によれば、η＝２．９°のときのＤmaxの振る舞いは、Ψ＝０°に関して線対称である。このため、ＭＣＦ４２０が用いられる場合では、「η＝－２．９°のときのＤmaxの振る舞い」は、「η＝２．９°のときのＤmaxの振る舞い」と一致すると推測される。この推測によれば、回転角度ηが負の値を有するときも、斜研磨されたＭＣＦ４２０のＤmaxは、斜研磨されていない平行型のＭＣＦ２２０のＤmaxと比較して大きくなってしまうと考えられる。別言すれば、ＭＣＦ４２０を斜研磨すると、回転角度ηの符号に関わらず、ばらつきの最大値Ｄmaxが増大してしまうと考えられる。
【0093】
このことから、ＭＣＦ３２０のコア配置のように、「離間距離がゼロより大きい」場合には、「η＞０のときは、０°＜Ψ＜１８０°を満たすようにＭＣＦ３２０を斜研磨し、η＜０のときは－１８０°＜Ψ＜０°を満たすようにＭＣＦ３２０を斜研磨する」ことにより、斜研磨しない構成と比較してばらつきの最大値Ｄmaxを同等に維持又はより低減できるものの、ＭＣＦ４２０のコア配置のように、「離間距離がゼロである」場合には、このような効果は得られないことが分かる。
【0094】
上記の考察結果によれば、ＭＣＦの周方向の向きを、離間距離が最小となるように設定した場合（第１実施形態参照）において、当該距離がゼロより大きいときは、上述したように回転角度ηの符号に応じた斜研磨回転角度Ψの範囲内でＭＣＦを斜研磨することが望ましい。これにより、斜研磨しない構成と比較してばらつきの最大値Ｄmaxを同等に維持又はより低減できるため、反射戻り光を抑制しつつ、光信号を適切に伝送することができる。一方、離間距離がゼロであるときは、ばらつきの最大値Ｄmaxを増大させないためにはＭＣＦを斜研磨しないことが望ましい。
【0095】
なお、ＭＣＦは、内周コアを有していてもよい。また、ＭＣＦのコア数及びコア配置は、図１７Ａ及び図１７Ｂに挙げた例に限られない。更に、ＭＣＦのコア配置は、ＭＣＦの端面の中心に関して対称性を有していなくてもよい。この場合においても、離間距離がゼロより大きいときは、上述した斜研磨方向にＭＣＦを斜研磨することにより、入射角度αのばらつきを更に低減できるため、上述した効果を奏することができる。
【0096】
以上、実施形態に係る光フィルタデバイスについて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限り、種々の変更が可能である。
【0097】
例えば、光フィルタ４０は、短波長透過光フィルタに限られず、特定の波長帯域の光を任意の透過強度で透過させる他の光フィルタ（例えば、長波長透過光フィルタ、帯域透過光フィルタ又は利得等価光フィルタ）であってもよい。光フィルタとして長波長透過光フィルタが用いられる場合、上記解析式（１）のλ０は、入射角度α＝０°のときのカットオン波長を表す。光フィルタとして帯域透過光フィルタが用いられる場合、λ０は入射角度α＝０°のときの中心波長を表す。光フィルタとして利得等価光フィルタが用いられる場合、λ０は波長プロファイルに応じて適宜設定され得る。
【0098】
また、第２実施形態では、ＭＣＦの端面は斜研磨されるため、第１レンズ３０から出射された各コアからの光線の光線角度θにばらつきが生じる。従って、ＭＣＦを斜研磨方向と反対の方向に所定の距離だけ移動させて光線角度θのばらつきを低減させてもよい。
【0099】
また、光フィルタ４０の入射面４０ａは、第１レンズ３０からの出射光の集光点上に位置していなくてもよい。この場合、光フィルタ４０の回転軸ｒ１及びｒ２は、光フィルタ４０をｙ軸方向に貫通する任意の軸として設定され得る。
【0100】
また、ＭＣＦは、円柱状に限られず、例えば、軸線と直交する断面が楕円又は多角形である柱状であってもよい。この場合、ＭＣＦの斜研磨方向は、「ＭＣＦの端面の中心を通り、当該端面と直交し且つ傾斜方向（ＭＣＦの端面がｘｙ平面に対して傾斜している方向）と平行な平面」が、当該端面と交差する線分である「斜研磨基準軸」に沿って、光フィルタ４０からより離間している遠位端からより近接している近位端に向かう方向を、当該端面の中心軸線に沿って見たときの方向として規定される。
【0101】
更に、上記の実施形態では、ＭＣＦ６０（又はＭＣＦ３６０）は、ＭＣＦ２０（又はＭＣＦ３２０）と同数のコア数及びコア配置を有するが、これに限られない。ＭＣＦ６０（又はＭＣＦ３６０）は、ＭＣＦ２０（又はＭＣＦ３２０）の各コアからの出射光が入射可能なコアを有していれば、ＭＣＦ２０（又はＭＣＦ３２０）と異なるコア数及びコア配置であってもよい。例えば、ＭＣＦ６０（又はＭＣＦ３６０）は、上述した７つのコアに加え、１又は複数のコアを有していてもよい。
同様に、シングルコア光ファイバ群は、ＭＣＦ２０（又はＭＣＦ３２０）の各コアからの出射光が入射可能なシングルモード・シングルコア光ファイバを備えていれば、その数は、ＭＣＦ２０（又はＭＣＦ３２０）のコア数より多くてもよい。
これらの場合、ＭＣＦ２０（又はＭＣＦ３２０）の各コアＣ１乃至Ｃ７からの出射光が入射しないコア又はシングルコア光ファイバが存在することになるが、このような構成であっても、第１実施形態と同一の作用効果を奏することができる。
同様に、シングルコア光ファイバ群は、ＭＣＦ２０（又はＭＣＦ３２０）の各コアからの出射光が入射可能なシングルモード・シングルコア光ファイバを備えていれば、その数は、ＭＣＦ２０（又はＭＣＦ３２０）のコア数より多くてもよい。
これらの場合、ＭＣＦ２０（又はＭＣＦ３２０）の各コアＣ１乃至Ｃ７からの出射光が入射しないコア又はシングルコア光ファイバが存在することになるが、このような構成であっても、第１実施形態と同一の作用効果を奏することができる。
【0102】
更に、ＭＣＦ２０（又はＭＣＦ３２０）は、マルチモード光ファイバであってもよい。この場合、ＭＣＦ６０（又はＭＣＦ３６０）は、７つ以上のコアを有するマルチモード光ファイバであってもよい。或いは、シングルコア光ファイバ群は、７つ以上のマルチモード・シングルコア光ファイバを備えていてもよい。
【0103】
更に、受光部材としてシングルコア光ファイバ群が用いられる場合、第２レンズ５０は、ＭＣＦ２０（又はＭＣＦ３２０）のコア数と同数のレンズを備えるレンズアレイであってもよい。レンズアレイの各レンズは、ＭＣＦ２０（又はＭＣＦ３２０）の対応する各コアからの光線が、対応する各シングルコア光ファイバに入射するように当該光線をそれぞれ収束する。
【0104】
更に、ＭＣＦ２０（又はＭＣＦ３２０）の全てのコアＣ１乃至Ｃ７が光線の伝搬に使用されなくてもよい。例えば、コアＣ１乃至Ｃ４のみが光線の伝搬に使用され、コアＣ５乃至Ｃ７は光線の伝搬に使用されなくてもよい。この場合、ＭＣＦ６０（又はＭＣＦ３６０）は、光線の伝搬に使用されたＭＣＦ２０（又はＭＣＦ３２０）のコア数以上のコアを有していればよい。即ち、ＭＣＦ６０（又はＭＣＦ３６０）は、必ずしもＭＣＦ２０（又はＭＣＦ３２０）のコア数と同数以上のコアを有している必要はない。或いは、シングルコア光ファイバ群は、光線の伝搬に使用されたＭＣＦ２０（又はＭＣＦ３２０）のコア数以上のシングルコア光ファイバを備えていればよい。即ち、シングルコア光ファイバ群は、必ずしもＭＣＦ２０（又はＭＣＦ３２０）のコア数と同数以上のシングルコア光ファイバを備えている必要はない。
【符号の説明】
【0105】
１０：光フィルタデバイス、２０，１２０，２２０：マルチコア光ファイバ、２０ａ，１２０ａ，２２０ａ：マルチコア光ファイバの端面、２１、１２１、２２１：クラッド、２２：フェルール、２２ａ：フェルールの端面、３０：第１レンズ、４０：光フィルタ、４０ａ：入射面、４０ｂ：出射面、５０：第２レンズ、６０：マルチコア光ファイバ、６０ａ：マルチコア光ファイバの端面
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図9A】
【図9B】
【図10A】
【図10B】
【図11A】
【図11B】
【図12A】
【図12B】
【図13A】
【図13B】
【図14A】
【図14B】
【図15】
【図16】
【図17A】
【図17B】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25A】
【図25B】