光トランシーバ

【課題】光分波／光合波ユニットのフォルダの寸法精度が低くても、このフォルダの内壁面に精度良く波長選択性フィルタを配設できる光トランシーバを提供することを目的とする。
【解決手段】光トランシーバ４１のフォルダ５４には、互いに波長の異なる複数の信号光を波長に従って分波又は合波する複数の波長選択性フィルタ５６を保持するブロック５５と、ＬＤ又はＰＤを搭載した光サブアセンブリ及びブロック５５等が装着される。このフォルダ５４には、複数の信号光が通過する空間５４ｂが確保され、ブロック５５は、波長選択性フィルタ５６の各々がフォルダ５４の空間を介して光サブアセンブリの１つと光結合するように配置されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長の異なる信号光を分波／合波する波長選択性フィルタを有する光トランシーバに関する。
【背景技術】
【０００２】
波長選択性フィルタを用いて波長の異なる複数の信号光を分波／合波する光分波／合波器が特許文献１に開示されている。
特許文献１に開示されているように、多数の波長の異なる信号光を分波（又は合波）する場合には、多数の波長選択性フィルタを配設することが必要となる。例えば、４つの波長の異なる信号光を分波（又は合波）する場合には、図７に示すように、４（又は３）つの波長選択性フィルタを配設する必要がある。
【０００３】
図７は、４つの異なる波長の信号光を分波する処理の例を説明するための図である。スリーブ１１から入射した波長λ１〜λ４の信号光は、レンズ１２を通り、波長λ１の信号光は、そのまま第１の波長選択性フィルタ１４ａを透過し第１のレンズ１５ａで集光され第１のＰＤ１６ａで受光される。一方、波長λ１以外の波長の信号光（波長λ２〜λ４）は、第１の波長選択性フィルタ１４ａで反射され第２の波長選択性フィルタ１４ｂに向かう。
第２の波長選択性フィルタ１４ｂに向かった波長λ２〜λ４の信号光のうち、波長λ２の信号光は、そのまま第２の波長選択性フィルタ１４ｂを透過し第２のレンズ１５ｂで集光され第２のＰＤ１６ｂで受光される。一方、波長λ３〜λ４の信号光は、第２の波長選択性フィルタ１４ｂで反射され第３の波長選択性フィルタ１４ｃに向かう。
【０００４】
第３の波長選択性フィルタ１４ｃに向かった波長λ３〜λ４の信号光のうち、波長λ３の信号光は、そのまま第３の波長選択性フィルタ１４ｃを透過し第３のレンズ１５ｃで集光され第３のＰＤ１６ｃで受光される。一方、波長λ４の信号光は、第３の波長選択性フィルタ１４ｃで反射され第４の波長選択性フィルタ１４ｄに向かう。
第４の波長選択性フィルタ１４ｄに向かった波長λ４の信号光は、第４の波長選択性フィルタ１４ｄを透過し第４のレンズ１５ｄで集光され第４のＰＤ１６ｄで受光される。
【０００５】
また、波長の異なる信号光を合波する場合には、上述した処理とは逆の合波処理が行われる。なお、合波処理を行う場合には、第４の波長選択性フィルタ１４ｄは不要となる。また、波長λ１〜λ４の信号光が逆方向に帰らないように、レンズ１２の前にアイソレータ１３を配置する。
【０００６】
図７に示したように、複数の波長の信号光を分波又は合波する場合には、分波又は合波対象となる信号光の数に応じて波長選択性フィルタが必要となるが、この信号光は、複数回波長選択性フィルタを透過又は反射して進むので、光軸を維持するために波長選択性フィルタの配設には高い精度が必要となる。
【０００７】
例えば、上述したような４つの波長（λ１〜λ４）の信号光を分波又は合波するための波長選択性フィルタを支持する小型のフォルダとしては、図８〜図１０に示すようなフォルダが考えられる。
図８はこのようなフォルダの断面図で、このフォルダを用いて光分波／光合波ユニットを構成する場合、波長選択性フィルタ（図示しない）は、フォルダ２４の中央内部に形成された５角柱の形状を有する空間２４ｂの内壁面２４ｃに接着剤等で接着される。
また、フォルダ２４の外壁面に形成された凸型の穴部２４ｄに図示しない受信用光サブアセンブリ（ＲＯＳＡ：ＲｅｃｅｉｖｉｎｇＯｐｔｉｃａｌＳｕｂ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ）／送信用光サブアセンブリ（ＴＯＳＡ：ＴｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇＯｐｔｉｃａｌＳｕｂ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ）がはめ込まれる。なお、２４ｅ，２４ｆは、信号光の光路となる貫通孔である。
【０００８】
図９は、そのようなフォルダで構成される光分波／光合波ユニットの１例の外観を示した斜視図である。
図９に示した光分波ユニット２１のフォルダ２４には、ＲＯＳＡ２２ａ〜ＲＯＳＡ２２ｄ、スリーブ２３が取り付けられ、さらに波長選択性フィルタ２５が、フォルダ２４の中央部に設けられた開口部２４ａを介して、フォルダ内部に形成された５角柱の形状を有する内壁面（図８参照）に装着される。なお、光合波ユニットは、光分波ユニット２１とほぼ同様であるため、図とその説明を省略する。
【０００９】
図１０は、そのような光分波ユニットの分解図である。
図９で説明したように、光分波ユニット２１は、４つのＲＯＳＡ２２ａ〜ＲＯＳＡ２２ｄ、スリーブ２３、フォルダ２４、波長選択性フィルタ２５、レンズ２６、アイソレータ２７等から構成される。
【特許文献１】特開昭５７−２０４５０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図８に例示した光分波／光合波ユニットのフォルダのような複雑かつ小型の構造体を２０〜５０μｍの精度を得るプレス加工や切削加工で形成することは困難である。そのため、通常、このような複雑な構造体は、金属射出成形（ＭＩＭ：ＭｅｔａｌＩｎｊｅｃｔｉｏｎＭｏｌｄｉｎｇ）製法で形成される。ＭＩＭ製法は、金属粉末を可塑状に調整した専用材料を、射出成形機で成形し、脱脂及び焼結をそれぞれ行い、高密度・高精度の製品を大量に生産する製法である。この製法は、特に、プレスや切削加工が困難かつ形状が複雑な部品の製造に有利である。
しかしながら、このＭＩＭ製法では、焼結時における金属粉末材料の熱収縮のバラツキ等により、±１５０μｍ程度の加工精度しか達成されず、光デバイスの部品に要求される一般的な加工精度（±５０μｍ程度）を達成することができない。
【００１１】
このように、ＭＩＭ製法で光分波／光合波ユニットのフォルダ２４を作成すると、フォルダ２４の寸法精度が低くなってしまう。そのため、この寸法精度が低いフォルダの内壁面２４ｃに波長選択性フィルタ２５を接着すると、この波長選択性フィルタ２５の位置ズレ・角度ズレが生じやすくなる。その結果、光軸位置ズレ・角度ズレ等を生じ、４波の分波又は合波ができなくなるという問題があった。
【００１２】
また、波長選択性フィルタの接着工程では、チャンネル（ＲＯＳＡ又はＴＯＳＡ）毎に専用治具を設け、
（１）専用治具にフォルダ２４を設置する。
（２）フォルダ内壁面２４ｃに接着剤を塗布する。
（３）接着剤を塗布したフォルダ内壁面２４ｃに波長選択性フィルタ２５を配設する。
（４）加熱により仮固定（仮硬化）する。
というような工程をチャンネル毎に行い（例えば、ＲＯＳＡでは４回、ＴＯＳＡでは３回）、全部の波長選択性フィルタを仮固定した後に、ベーク炉にて本固定を行っていた。そのため、波長選択性フィルタを仮固定するまでに合計７工程を要し、加熱時間や取り換え時間等の作業時間が掛かるという問題があった。
【００１３】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、光分波／光合波ユニットのフォルダを例えばＭＩＭ製法等で製作した場合のように、フォルダの寸法精度が低くても、このフォルダ内に精度良く波長選択性フィルタを配設できる光トランシーバを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明による光トランシーバは、互いに波長の異なる複数の信号光に対応した複数の光サブアセンブリと、複数の信号光を波長に従って分波又は合波する複数の波長選択性フィルタを有する光トランシーバである。複数の波長選択性フィルタを保持するブロックと、光サブアセンブリ及びブロックが装着され、複数の信号光が通過する空間を確保するフォルダからなり、ブロックは、波長選択性フィルタの各々がフォルダの空間を介して光サブアセンブリの１つと光結合するように配置されている。
【００１５】
また、ブロックは、多角形の断面を有する柱形状を成し、波長選択性フィルタは、柱形状の各側面に取り付けられている。また、ブロックは、その一端にフランジを備え、フォルダは、フランジが当接するステップを有するブロック装着部を備えている。また、波長選択性フィルタは、空間を介して光結合する光サブアセンブリに複数の信号光の１つを透過し、他の信号光を反射する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、光トランシーバを構成する光分波／光合波ユニットのフォルダの寸法精度が低くても、このフォルダ内に精度良く波長選択性フィルタを配設できる。また、光トランシーバの製造工程及び製造時間を大幅に短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図により本発明に係わる光分波／光合波ユニットを有する光トランシーバについて説明する。図１は、光トランシーバの外観を示した斜視図である。光トランシーバ４０は、図示しない光分波／光合波ユニット，回路基板を上下から挟みこむ上部ハウジング４１、下部ハウジング４２、カバー４３、及び、光トランシーバ４０とホスト基板上の金属製のレール（図示せず）とのラッチ状態を解除するためのグリップ４４等で構成されている。
【００１８】
図２は、前述した光トランシーバの分解図である。光トランシーバ４０は、本発明に係わる光分波ユニット５１，同光合波ユニット６１、回路基板４５、上部ハウジング４１、下部ハウジング４２、カバー４３、グリップ４４、回路基板用の放熱シート４６、ＲＯＳＡ５２及びＴＯＳＡ６２用の放熱シート４７、ラッチ７１、スプリング７２、ＳＣラッチ７３等から構成される。
また、複数のＲＯＳＡ５２，スリーブ５３が光分波ユニット５１のフォルダ５４に取り付けられ、複数のＴＯＳＡ６２，スリーブ６３が光合波ユニット６１のフォルダ６４に取り付けられている。
【００１９】
回路基板４５は、ＲＯＳＡ５２，ＴＯＳＡ６２と電気的に接続し信号光及び電気信号の変換処理を行う回路を搭載するためのものである。スリーブ５３及びスリーブ６３は、光ケーブルの先端に付属するＳＣ型光コネクタ（図示せず）と光結合するためのものである。
【００２０】
ラッチ７１，スプリング７２は、光トランシーバ４０をホスト基板のレール（図示せず）に装着するためのものであり、グリップ４４をスライドすることにより、ラッチ７１が作動し、光トランシーバ４０とホスト基板のレール（図示せず）との係合状態を解除することができる。ＳＣラッチ７３は、ＳＣ型コネクタを把持するためのもの、ＯＳＡ固定部品７４は、光分波ユニット５１，光合波ユニット６１を固定するためのものである。
【００２１】
図３は、本発明に係る光分波／光合波ユニットの構成要素である保持ブロックを示す斜視図である。保持ブロックは、波長選択性フィルタを保持するもので、図示の保持ブロックは、例えば前述の図８に例示した４つの波長を分波／合波するユニットの構成要素となるフォルダの中央部で５角柱の形状を有する空間を介して光サブアセンブリ（ＲＯＳＡ５２，ＴＯＳＡ６２）の１つと光結合するように配置される。
また、この保持ブロックは、切削加工又はプレス加工で製作することができるため寸法精度が非常に高く、この保持ブロックに波長選択性フィルタを固定し接着するので、前述したようにフォルダがMＩM製法等で製作され寸法精度が低くても、波長選択性フィルタを精度良く配置することができる。
【００２２】
図３（Ａ）に示した保持ブロック５５は、多角形の断面を有する柱形状で、波長選択性フィルタ５６の両端を支持する構造で形成される。その形状として、例えば５角形の断面を有する柱形状で、信号光を通過させるための貫通孔５５ａがそれぞれ形成されている。そして、形成されたそれぞれの貫通孔５５ａを塞ぐように保持ブロックの側面となる外壁面５５ｂに波長選択性フィルタ５６が接着されている。なお、波長選択性フィルタ５６は、前述したように複数の信号光が通過する空間を介して光結合する光サブアセンブリに複数の信号光の１つを透過し、他の信号光を反射する機能を有する。
図３（Ａ）に示すように貫通孔５５ａを形成するのが困難な場合には、図３（Ｂ）に示すような保持ブロックとすることもできる。
【００２３】
図３（Ｂ）に示した保持ブロック５５は、波長選択性フィルタ５６の片端を支持する構造で、同じく形状は５角柱形状のブロックである。保持ブロック５５の外壁面５５ｂには波長選択性フィルタ５６の縦位置を規定する機能を提供するステップ５５ｃが設けられ、このステップ５５ｃと外壁面５５ｂに接触するように波長選択性フィルタ５６が接着されている。なお、このステップ５５ｃは、必ずしも必要ではなくステップを設けず平坦面とすることもできる。
【００２４】
図４は、前述の図８に示した構造のフォルダ内部に形成された５角柱の形状を有する空間に波長選択性フィルタを接着した保持ブロックを配設した時の断面図である。
図示の例では、波長選択性フィルタ５６を予め接着した保持ブロック５５の側壁２面をフォルダ５４の２つの内壁面５４ｃに接して配設している。また、保持ブロック５５に取り付けた波長選択性フィルタ５６が、フォルダ５４の貫通孔５４ｆを塞ぐように配設され、保持ブロック５５とフォルダ５４はＹＡＧ溶接により固定される。なお、５４ｅは信号光の光路となる貫通孔である。
【００２５】
このようにすることで、波長選択性フィルタ５６の取り付け精度を高めることができる。前述したように、保持ブロック５５は、切削加工又はプレス加工で製作することができ、その寸法精度（±２０〜±５０μｍ程度）は、前述したＭＩＭ製法で作成したフォルダの寸法精度（±１５０μｍ程度）に比べて格段に高く、この高い寸法精度を有する保持ブロック５５に波長選択性フィルタ５６を固定し接着できるため、波長選択性フィルタ５６を高精度に配置することができる。
【００２６】
また、波長選択性フィルタ５６の取り付けにおける製造工程を短縮することができる。例えば、波長選択性フィルタ５６を保持ブロック５５に接着する場合、
（１）専用治具にブロックをセットする。
（２）波長選択性フィルタ５６に接着剤を塗布し保持ブロック５５に接着後、専用治具を回転する。
（３）（２）の工程をＲＯＳＡの場合には４回、ＴＯＳＡの場合には３回繰り返す。
（４）ベーク炉にて波長選択性フィルタ５６と保持ブロック５５とを本固定する。
（５）波長選択性フィルタ５６が接着された保持ブロック５５をフォルダ内壁面５４ｃにＹＡＧ溶接で固定する。
という工程で波長選択性フィルタ５６を接着することができるため、治具取り換えに要する時間及び仮硬化工程（前述したように、接着剤を塗布したフォルダ内壁面２４ｃに波長選択性フィルタ２５を配設した場合に必要となる工程）に要する時間等の製造時間を大幅に短縮することができる。特に仮硬化工程に要する時間を省略できるメリットは大きく、また、治具もブロックに対するもの一種類で済ますことができる。
【００２７】
図５は、保持ブロックにフランジ（封止蓋）を取り付けたフランジ付き保持ブロックの例を示す斜視図である。図示したように、図３（Ｂ）に示した波長選択性フィルタ５６の片端を支持する構造の保持ブロック５５の一端にフランジ５７を取り付けてフランジ付き保持ブロック５８を構成している。なお、図３（Ａ）に示した波長選択性フィルタ５６の両端を支持する構造の保持ブロック５５にフランジ５７を取り付ける構成のフランジ付き保持ブロック５８でもよい。
【００２８】
図６（Ａ），図６（Ｂ）は、図５に示したフランジ付き保持ブロックをフォルダに挿入する過程を示した図である。前述したように、フランジ付き保持ブロック５８のブロック部５５をフォルダ５４の中央内部に形成された５角柱の形状を有する空間５４ｂに挿入し（図６（Ａ））、さらにフランジ付き保持ブロック５８のフランジ５７を収納孔５４ｇに挿入する。そして、フランジ５７の外周部５７ａとフォルダ５４に設けられたブロック装着部のステップ５４ｈとを当接させ、フランジ付き保持ブロック５８をフォルダ５４に固定する（図６（Ｂ））。
また、当接させた状態でフランジ５７の外面に設けられたマイナス溝５７ｂに専用治具（図示せず）をセットして、フランジ付き保持ブロック５８の位置を調整することにより、波長選択性フィルタ５６のＲＯＳＡ（又はＴＯＳＡ）に対する光軸を調芯することができる。
【００２９】
従来、フォルダ内に異物（ゴミ）が混入したり又は混入した異物が波長選択性フィルタ５６等に付着するのを防止するために、封止用の蓋をフォルダ上下（表裏）２箇所に取り付けていた。しかし、図５に示したフランジ付き保持ブロック５８を用いることで、蓋取付けを省略できるので、製造工程及び製造時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係わる光トランシーバの外観を示した斜視図である。
【図２】本発明に係わる光トランシーバの分解図である。
【図３】フォルダの空間に挿入される保持ブロックの斜視図である。
【図４】フォルダの空間に波長選択性フィルタを接着した保持ブロックを配設した時の断面図である。
【図５】保持ブロックにフランジ（封止蓋）を取り付けたフランジ付き保持ブロックの斜視図である。
【図６】フランジ付き保持ブロックをフォルダに挿入する過程を示した図である。
【図７】複数の異なる波長の信号光を分波する処理を説明するための図である。
【図８】光分波ユニットのフォルダの断面図である。
【図９】光分波ユニットの１例の外観を示した斜視図である。
【図１０】光分波ユニットの分解図である。
【符号の説明】
【００３１】
１１，２３，５３，６３…スリーブ、１２，１５ａ〜１５ｄ…レンズ、１３，２７…アイソレータ、１４ａ〜１４ｄ，２５，５６…波長選択性フィルタ、１６ａ〜１６ｄ…ＰＤ、２１，５１…光分波ユニット、２２ａ〜２２ｄ…ＲＯＳＡ、２４，５４，６４…フォルダ、２４ａ…開口部、２４ｂ…空間、２４ｃ…フォルダ内壁面、２４ｄ…穴部、２６…レンズ、４０…光トランシーバ、４１…上部ハウジング、４２…下部ハウジング、４３…カバー、４４…グリップ、４５…回路基板、４６…回路基板用の放熱シート、４７…ＲＯＳＡ及びＴＯＳＡ用の放熱シート、５２…ＲＯＳＡ、５４ｂ…フォルダの空間、５４ｃ…フォルダ内壁面、５４ｅ，５４ｆ…貫通孔、５４ｇ…収納孔、５４ｈ…ステップ、５５…保持ブロック、５５ａ…貫通孔、５５ｂ…外壁面、５５ｃ…ステップ、５７…フランジ、５７ａ…外周部、５７ｂ…マイナス溝、５８…フランジ付き保持ブロック、６１…光合波ユニット、６２…ＴＯＳＡ、７１…ラッチ、７２…スプリング、７３…ＳＣラッチ、７４…ＯＳＡ固定部品。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに波長の異なる複数の信号光に対応した複数の光サブアセンブリと、前記複数の信号光を波長に従って分波又は合波する複数の波長選択性フィルタを有する光トランシーバであって、
前記複数の波長選択性フィルタを保持するブロックと、
前記光サブアセンブリ及び前記ブロックが装着され、前記複数の信号光が通過する空間を確保するフォルダからなり、
前記ブロックは、前記波長選択性フィルタの各々が前記フォルダの前記空間を介して前記光サブアセンブリの１つと光結合するように配置されていることを特徴とする光トランシーバ。
【請求項２】
前記ブロックは、多角形の断面を有する柱形状を成し、前記波長選択性フィルタは、前記柱形状の各側面に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の光トランシーバ。
【請求項３】
前記ブロックは、その一端にフランジを備え、前記フォルダは、前記フランジが当接するステップを有するブロック装着部を備えることを特徴とする請求項２に記載の光トランシーバ。
【請求項４】
前記波長選択性フィルタは、前記空間を介して光結合する前記光サブアセンブリに前記複数の信号光の１つを透過し、他の信号光を反射することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光トランシーバ。

【図１】