光モジュールおよび光モジュールの製造方法
【課題】光学的調心を行うことなく外部光ファイバを結合するためのスリーブの位置決めを行うことが可能で、種々の形態のスリーブに対して集光ユニットの共用を可能とすること。
【解決手段】光モジュール１は、短尺光ファイバ１４を収容するスタブ１２を内蔵するスリーブ１３と、短尺光ファイバ１４と光結合される第１の集光レンズ９が実装されるとともに、スリーブ１３を組み付ける取付端面が形成された集光ユニット２と、第１の集光レンズ９と光結合される第２の集光レンズ２６ａ、２６ｂ、および、フォトダイオード２３ａ、２３ｂが実装された送信ユニット２０ａ、２０ｂとを備え、スタブ１２の先端部はスリーブ１３の接合端面より突き出ており、集光ユニット２の取付端面にはスタブ１２の先端部を嵌合して位置決めする凹部が形成されている。
【解決手段】光モジュール１は、短尺光ファイバ１４を収容するスタブ１２を内蔵するスリーブ１３と、短尺光ファイバ１４と光結合される第１の集光レンズ９が実装されるとともに、スリーブ１３を組み付ける取付端面が形成された集光ユニット２と、第１の集光レンズ９と光結合される第２の集光レンズ２６ａ、２６ｂ、および、フォトダイオード２３ａ、２３ｂが実装された送信ユニット２０ａ、２０ｂとを備え、スタブ１２の先端部はスリーブ１３の接合端面より突き出ており、集光ユニット２の取付端面にはスタブ１２の先端部を嵌合して位置決めする凹部が形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバを用いて光信号を送信、受信、送受信するための光モジュールおよび光モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光モジュールの外部光ファイバと光素子を光結合するのに、コリメート光学系（例えば、特許文献１を参照）を用いる代わりに、収束光学系（例えば、特許文献２を参照）を用いることが提案されている。収束光学系を用いる光モジュールでは、複数の光信号送信ユニットと光信号受信ユニットの光学的調心を個別に行うことが可能となり、さらには、光ファイバの光学的調心も個別に行うことが可能となった。このため、光ファイバの光学的位置決めは、光信号送信ユニットおよび光信号受信ユニットの位置決めと別に独立して行うことが可能となった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−１４４６０２号公報
【特許文献２】特開平９−２１１２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、収束光学系を用いる場合でも、光ファイバの結合のためのコネクタスリーブの調心は、光モジュールの筐体（集光ユニット）の取付け端面上で光軸に対し所定の位置になるように個別にＸＹ方向（取付端面に平行な方向）あるいはスタブのＺ方向（取付端面に垂直な方向）の調心が行われている。このため、コリメート光学系の場合と同様に調心に要する工数が大きく、収束光学系を用いたことによる利点が十分生かされていない。また、光ファイバを結合するためのコネクタスリーブに、種々の形態のものがあるが、それぞれのスリーブ形態に応じた光学的調心が必要で、共用性に欠けている。
【０００５】
本発明は、上述した実状に鑑みてなされたもので、光学的調心を行うことなく外部光ファイバを結合するためのスリーブの位置決めを行うことが可能で、種々の形態のスリーブに対して集光ユニットの共用が可能な光モジュールとその製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による光モジュールは、光学レンズを介して収束光学系を構成することにより外部光ファイバと光素子とを光結合する光モジュールで、短尺光ファイバを収容するスタブを内蔵するスリーブと、短尺光ファイバと光結合される第１の集光レンズと波長選択フィルタが実装されるとともに、スリーブを組み付ける取付端面が形成された集光ユニットと、第１の集光レンズと光結合される第２の集光レンズ、および、光素子が実装された送信ユニットとを備える。そして、スタブの先端部はスリーブの接合端面より突き出ており、集光ユニットの取付端面にはスタブの先端部を嵌合して位置決めする凹部が形成されている。
【０００７】
また、本発明による光モジュールでは、第１の集光レンズの光軸と第２の集光レンズの光軸は短尺光ファイバの光軸と平行で、第１の集光レンズの光軸は短尺光ファイバの光軸とオフセットさせてもよい。また、第１の集光レンズの光軸は第２の集光レンズの光軸とオフセットさせてもよい。
また、第１の集光レンズの一方のビームウェスト位置を、短尺光ファイバの端部に設定することができる。
さらに、送信ユニットを、第１の集光レンズの他方のビームウェスト位置を含む面において、集光ユニットに固定することができる。
【０００８】
また、本発明による光モジュールの製造方法は、光学レンズを介して収束光学系を構成することにより外部光ファイバと光素子とを光結合する光モジュールの製造方法で、短尺光ファイバと光結合される第１の集光レンズと波長選択フィルタとが実装された集光ユニットの取付端面に凹部が形成されており、短尺光ファイバを収容し、スリーブに内蔵されるスタブの先端部はスリーブの接合端面より突き出ており、スタブの先端部を凹部に嵌合して位置決めし、第２の集光レンズ、および、光素子が実装された送信ユニットを集光ユニットに固定して第１の集光レンズと第２の集光レンズとを光結合することにより光モジュールが製造される。
【０００９】
また、本発明による光モジュールの製造方法では、第１の集光レンズの一方のビームウェスト位置を短尺光ファイバの端部に設定し、送信ユニットを、第１の集光レンズの他方のビームウェスト位置を含む面において集光ユニットに固定する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、スリーブに内蔵されたスタブの先端部がスリーブの接合端面より突き出ており、集光ユニットの取付端面にはスタブの先端部を嵌合して位置決めする凹部が形成されているので、光学的調心を行うことなく外部光ファイバを結合するためのスリーブの位置決めを行うことが可能で、種々の形態のスリーブに対して集光ユニットの共用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による光モジュールの実施形態の一例を示す概略図である。
【図２】ピグテール型の光コネクタ、第１の送信ユニット、第２の送信ユニット、受信ユニットが装着された光モジュールの一例を示す概略図である。
【図３】第１の集光レンズの固定について説明する図である。
【図４】ＳＣスリーブ、ＬＣスリーブおよびピグテールの装着について説明する図である。
【図５】結合ロスと公差との間の関係を示す図である。
【図６】ＳＣスリーブ、ＬＣスリーブ、ピグテールの回転角の調整について説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明による光モジュールについて説明する。図１は、本発明による光モジュールの実施形態の一例を示す概略図である。図１（Ａ）は、光モジュール１の外観図を示し、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示した光モジュール１の断面図を示す。
図１（Ａ）に示すように、この光モジュール１では、集光ユニット２には一例としてピグテール型の光コネクタ３が結合されている。そして、図１（Ｂ）に示すように、集光ユニット２には、光信号を送信する第１の送信ユニット（ＴＯＳＡ、Transmitter Optical Sub-Assembly）が接合される第１の送信ユニット接合面４、光信号を送信する第２の送信ユニット（ＴＯＳＡ）が接合される第２の送信ユニット接合面５、光信号を受信する受信ユニット（ＲＯＳＡ、Receiver Optical Sub-Assembly）が接合される受信ユニット接合面６が設けられている。
【００１３】
また、集光ユニット２の内部には、第１の波長選択フィルタ（ＷＤＭフィルタ、Wavelength Division Multiplexing Filter）７、第２の波長選択フィルタ８、第１の集光レンズ９、カットフィルタ１０が設けられている。
ここで、カットフィルタ１０は、第１の送信ユニットから送信される第１の波長の光信号、および、第２の送信ユニットから送信される第２の波長の光信号を遮断する。これにより、第１の送信ユニットおよび第２の送信ユニットから送信された光信号の反射戻り光が受信ユニットに入射することを防止する。
【００１４】
また、ピグテール型の光コネクタ３は、フェルール１１、スタブ１２、スリーブ１３を有する。スリーブ１３（以下、ピグテールスリーブと呼ぶ）は、短尺光ファイバ１４を収容したスタブ１２を内蔵し、集光ユニット２と接合するフランジ１５を有する。また、スタブ１２の一端には、外部光ファイバを収容するフェルール１１の先端が挿入される。さらに、スタブ１２の先端側には、集光ユニット２の凹部に嵌合し、スタブ１２の位置決めをする位置決め部１６が設けられている。
【００１５】
図２は、ピグテール型の光コネクタ３、第１の送信ユニット２０ａ、第２の送信ユニット２０ｂ、受信ユニット２１が装着された光モジュール１の一例を示す概略図である。
この光モジュール１は、集光ユニット２を構成する筺体２２の一方の端部に、スタブ１２を固定するスリーブ１３を接合固定し、反対側の端部に第１の波長の信号光を発光するレーザダイオード２３ａが実装された第１の送信ユニット２０ａを接合固定してなる。また、筺体２２の側面には、第２の波長の信号光を発光するレーザダイオード２３ｂが実装された第２の送信ユニット２０ｂが接合固定される。さらに、筺体２２の反対側の側面には、信号光を受光するフォトダイオード２５が実装された受信ユニット２１が接合固定される。
【００１６】
集光ユニット２の筺体２２内には、第１の波長選択フィルタ７、第２の波長選択フィルタ８、第１の集光レンズ９、カットフィルタ１０が配置される。第１の集光レンズ９は、短尺光ファイバ１４の端部に一方のビームウェスト位置をもつ。第１の集光レンズ９の他方のビームウェスト位置は、例えば、第１の送信ユニット２０ａが接合固定される第１の送信ユニット接合面４上となるように設定される。そして、この第１の集光レンズ９は、例えば、像倍率が「１」で筺体２２の中央部分に設置される。
【００１７】
また、短尺光ファイバ１４から第１の集光レンズ９へと向かう光路は、第２の波長選択フィルタ８を透過して第１の集光レンズ９に向かうものと、第２の波長選択フィルタ８により方向が曲げられて受信ユニット２１に向かうものとに分岐される。第２の波長選択フィルタ８と受信ユニット２１との間の光路中には、カットフィルタ１０が配置され、第１の送信ユニットおよび第２の送信ユニットから送信された光信号の反射戻り光の入射を防止する。
【００１８】
受信ユニット２１内には、球レンズ２４が配置される。そして、球レンズ２４の一方のビームウェスト位置はフォトダイオード２５の受光部に位置し、他方のビームウェスト位置は、受信ユニット２１が受信ユニット接合面６に固定された状態で、短尺光ファイバ１４の端部に位置するように設定される。
【００１９】
さらに、第１の集光レンズ９の光路は、第１の波長選択フィルタ７を透過して送信ユニット２０ａに向かうものと、第１の波長選択フィルタ７により方向が曲げられて送信ユニット２０ｂに向かうものとに分岐され、方向が曲げられた光路のビームウェスト位置は、例えば、第２の送信ユニット２０ｂが接合固定される第２の送信ユニット接合面５上となるように設定される。
【００２０】
送信ユニット２０ａ内には、第２の集光レンズ２６ａが配置され、一方のビームウェスト位置はレーザダイオード２３ａの発光部に位置し、他方のビームウェスト位置は、例えば、第１の送信ユニット２０ａが第１の送信ユニット接合面４に固定された状態で、第１の送信ユニット接合面４上に位置するように設定される。そして、第２の集光レンズ２６ａは、第１の送信ユニット接合面４にビームウェスト位置を有する第１の集光レンズ９と光結合される。
【００２１】
また、送信ユニット２０ｂ内には、第２の集光レンズ２６ｂが配置され、一方のビームウェスト位置はレーザダイオード２３ｂの発光部に位置し、他方のビームウェスト位置は、例えば、第２の送信ユニット２０ｂが第２の送信ユニット接合面５に固定された状態で、第２の送信ユニット接合面５上に位置するように設定される。そして、第２の集光レンズ２６ｂは、第２の送信ユニット接合面５上にビームウェスト位置を有する第１の集光レンズ９と光結合される。
【００２２】
スタブ１２内に収納された短尺光ファイバ１４の集光ユニット２側の端面は、反射戻り光を低減するため、短尺光ファイバ１４の光軸に垂直な面に対し６度程度傾斜するように研磨することとしてもよい。
また、短尺光ファイバ１４と第２の集光レンズ２６ａとは、それぞれの光軸が一致するように配置される。一方、第１の集光レンズ９は、その光軸が短尺光ファイバ１４および第２の集光レンズ２６ａの光軸からオフセットするように配置して、短尺光ファイバ１４の光軸に対し所定の角度で、光が短尺光ファイバ１４の傾斜端面に入射するようにする。これらの配置位置は計算により求めることができる。これにより、傾斜端面で屈折した光は、短尺光ファイバ１４内を短尺光ファイバ１４の光軸に平行に伝播する。
【００２３】
ここで、第１の集光レンズ９は、集光ユニット２の筺体２２の内壁を利用して位置決めがなされ、筺体２２に接合固定される。図３は、第１の集光レンズ９の固定について説明する図である。
図３（Ａ）に示すように、集光ユニット２の筺体２２には、第１のレンズ９を固定する第１の内壁面３０と、第２の内壁面３１とが形成される。そして、図３（Ｂ）に示すように、第１の内壁面３０および第２の内壁面３１に、第１のレンズ９を保護するドーナツ状の保護部材３２が接触するよう第１のレンズ９を筺体２２に固定する。この固定は、筺体２２外側からの貫通ＹＡＧ（Ｙittrium-Ａluminium-Ｇarnet）レーザ溶接、樹脂による接着固定、あるいは、圧入などにより行われる。
【００２４】
ここで、第１の内壁面３０および保護部材３２の寸法、公差は、第１の内壁面３０と保護部材３２との間の隙間（クリアランス）が十分小さくなるように設定されている。例えば、第１の内壁面３０の径が３．０１５ｍｍ、公差が±０．０１ｍｍ、保護部材３２の外壁面の径が２．９９９ｍｍ、公差が±０．００６ｍｍに設定される。この場合、隙間の最大値は０．０１６ｍｍとなり、最小値は０．０００ｍｍとなる。
【００２５】
なお、図１および図２では、集光ユニット２の筺体２２にピグテール型の光コネクタ３が装着された場合について説明したが、光モジュール１は、同一の筺体２２に、各種形態のコネクタスリーブ、例えば、ＳＣ光コネクタ用のスリーブ（以下、ＳＣスリーブと呼ぶ）、ＬＣ光コネクタ用のスリーブ（以下、ＬＣスリーブと呼ぶ）を装着することもできるように設計されている。図４（Ａ）には、ＳＣスリーブの各部の寸法が、図４（Ｂ）には、ＬＣスリーブの各部の寸法が、図４（Ｃ）には、ピグテールスリーブの各部の寸法が、図４（Ｄ）には、筺体２２にＳＣスリーブが装着された状態が示されている。
【００２６】
図４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、ＳＣスリーブにおけるスタブ４１ａの外径Ｄ１、ＬＣスリーブにおけるスタブ４１ｂの外径Ｄ２、ピグテールスリーブにおけるスタブ１２の外径Ｄ３は互いに異なっており、例えば、Ｄ１は２．４９９ｍｍ、Ｄ２は１．２５ｍｍ、Ｄ３は１．４ｍｍに設計されている（Ｄ１＞Ｄ３＞Ｄ２）。
【００２７】
このうち、スタブの外径が最も大きいのはＳＣスリーブであるため、このＳＣスリーブのスタブ４１ａの外径Ｄ１を基準として、筺体２２の凹部の内径Ｄ６が設計される。具体的には、スタブ４１ａの外壁面と筺体２２の凹部の内壁面４５との間の隙間（クリアランス）が十分小さくなるよう内径Ｄ６が設計される。すなわち、内径Ｄ６は、スタブ４１ｂの外径との差が十分小さくなるよう設計される。
【００２８】
そして、スタブ４１ａを保持するスリーブ４２ａには、筺体２２と接合されるフランジ４３ａが設けられている。このスタブ４１ａは、フランジ４３ａ（筺体２２と接合される接合端面）から距離Ｄ５だけ突き出すように設けられる。図４（Ｄ）に示すように、この突き出した部分が、内径がＤ６である筺体２２の凹部と嵌合することにより、光軸に直交するｘ軸、ｙ軸方向のスタブ４１ａの位置決めが、特別な調心作業を行うことなく容易にできる。
例えば、Ｄ１を２．４９９ｍｍ、Ｄ１の公差を±０．００５ｍｍ、Ｄ６を２．５１９ｍｍ、Ｄ６の公差を±０．０１ｍｍとした場合、スタブ４１ａの外壁面と筺体２２の凹部の内壁面４５との間の隙間の最大値は０．０１７５ｍｍとなり、最小値は０．００２５ｍｍとなる。
【００２９】
図４（Ｂ）に示すＬＣスリーブの場合も、スタブ４１ｂを保持するスリーブ４２ｂに、筺体２２と接合されるフランジ４３ｂが設けられる。そして、スタブ４１ｂは、フランジ４３ｂ（筺体２２と接合される接合端面）から距離Ｄ５だけ突き出すように設けられる。
【００３０】
しかし、スタブ４１ｂの外径Ｄ２は、筺体２２の凹部の内径Ｄ６よりも小さいため、このままではスタブ４１ｂのｘ軸、ｙ軸方向の位置決めが困難である。そのため、外径がＤ１である位置決め部４４がスタブ４１ｂの周りに設けられ、スタブ４１ｂの先端部を構成する。位置決め部４４の半径方向の幅（Ｄ１−Ｄ２）／２は、位置決め部４４の外壁面と筺体２２の凹部の内壁面４５との間の隙間（クリアランス）が十分小さくなるよう設計される。
この位置決め部４４は、内径がＤ６である筺体２２の凹部に嵌合する。これにより、光軸に直交するｘ軸、ｙ軸方向のスタブ４１ｂの位置決めが、特別な調心作業を行うことなく容易にできる。
【００３１】
図４（Ｃ）に示すピグテールスリーブの場合も同様に、スタブ１２は、フランジ１５（筺体２２と接合される接合端面）から距離Ｄ５だけ突き出すように設けられている。そして、特別な調心作業を行うことなく、スタブ１２のｘ軸、ｙ軸方向の位置決めを行うため、外径がＤ１である位置決め部１６がスタブ１２の周りに設けられ、スタブ１２の先端部を構成する。
【００３２】
位置決め部１６の半径方向の幅（Ｄ１−Ｄ３）／２は、位置決め部１６の外壁面と筺体２２の凹部の内壁面４５との間の隙間（クリアランス）が十分小さくなるよう設計される。この位置決め部１６が、内径Ｄ６の筺体２２の凹部に嵌合し、これによって、光軸に直交するｘ軸、ｙ軸方向のスタブ１２の位置決めがなされる。
例えば、Ｄ１を２．４９９ｍｍ、Ｄ１の公差を±０．０１０ｍｍ、Ｄ６を２．５１９ｍｍ、Ｄ６の公差を±０．０１ｍｍとした場合、位置決め部１６の外壁面と筺体２２の凹部の内壁面４５との隙間の最大値は０．０２０ｍｍとなり、最小値は０．０００ｍｍとなる。また、筺体２２の第１の内壁面３０と筺体２２の凹部の内壁面４５との間の偏心加工公差を±０．０１ｍｍとすると、第１のレンズ９とスタブ１２との間の偏心量の最大値を０．０４７５ｍｍとすることができる。
【００３３】
また、第１の集光レンズ９の保護部材３２が固定される第２の内壁面３１は、ＳＣスリーブ、ＬＣスリーブ、あるいは、ピグテールスリーブを筺体２２に取り付ける取付端面４６からの距離が所定の距離となるよう、精度よく加工することができる。例えば、第２の内壁面３１は、±０．０２ｍｍの精度で加工することができる。この場合、第１の集光レンズ９を第２の内壁面３１に押し当てて固定し、フランジ４３ａ、４３ｂ、１５を取付端面４６に押し当てて固定することで、ｚ軸方向の公差を±０．１ｍｍ以下とすることができる。
【００３４】
図５は、結合ロスと公差との間の関係を示す図である。図５（Ａ）の横軸はｘ軸、ｙ軸方向の公差であり、図５（Ｂ）の横軸はｚ軸方向の公差である。
図５（Ａ）からわかるように、ｘ軸、ｙ軸方向の偏心量が０．０４７５ｍｍである場合には、第１のレンズ９と短尺光ファイバ１４との間の光結合のロスを０．５ｄＢよりも小さくできる。また、図５（Ｂ）からわかるように、ｚ軸方向の公差が±０．１ｍｍである場合も、第１のレンズ９と短尺光ファイバ１４との間の光結合のロスを０．５ｄＢよりも小さくできる。
このように、光モジュール１をこのような構成とすることにより、第１のレンズ９とスタブ１２、４１ａ、４１ｂとを、結合ロスが最小である公差内（ｘ軸、ｙ軸方向について±０．０５ｍｍ、ｚ軸方向について±０．１ｍｍ）で、特別な調心作業を行うことなく、固定することができる。
【００３５】
筺体２２に対するＳＣスリーブ、ＬＣスリーブ、ピグテールスリーブの固定は、筺体２２の取付端面４６に対してフランジ４３ａ、４３ｂ、１５をＹＡＧレーザ溶接することにより行われる。この場合、フランジ４３ａ、４３ｂ、１５の外径は、すべてのスリーブに対して同一（Ｄ４）とするのが望ましい。これにより、ＹＡＧレーザ溶接の溶接条件の変更が不要となる。
また、ここでは、フランジ４３ａ、４３ｂ、１５（筺体２２と接合される接合端面）からのスタブ４１ａ、４１ｂ、１２の突き出し距離を一定値（Ｄ５）としている。これは、ＳＣスリーブ、ＬＣスリーブ、ピグテールスリーブ間で、光ファイバの端部から第１の集光レンズ９までの距離を一定とする必要があるためである。
【００３６】
また、ＳＣスリーブ、ＬＣスリーブ、ピグテールスリーブの光軸周りの回転角の調整は、フランジ４３ａ、４３ｂ、１５に基準面（Ｄカット面）を設けることにより可能となる。
図６は、ＳＣスリーブ、ＬＣスリーブ、ピグテールの回転角の調整について説明する概略図である。
図６に示すように、フランジ４３ａ、４３ｂ、１５には、基準面（Ｄカット面）５０が設けられる。そして、その基準面５０と、例えば受信ユニット２１を接合固定する受信ユニット接合面６とが平行となるよう目視で確認して、ＳＣスリーブ、ＬＣスリーブ、ピグテールスリーブを接合する。これにより、ＳＣスリーブ、ＬＣスリーブ、ピグテールスリーブの回転角の調整も容易に行うことができる。
【００３７】
光モジュール１の製造は以下のようにして行う。
まず、筺体２２に、第１の波長選択フィルタ７、第２の波長選択フィルタ８、第１の集光レンズ９、カットフィルタ１０を取り付け、また、ＳＣスリーブ、ＬＣスリーブ、あるいは、ピグテールスリーブ３のいずれかを取り付けて集光ユニット２を形成する。
ここで、第１の集光レンズ９の取り付けは、図３を用いて説明したように、第１の内壁面３０および第２の内壁面３１に保護部材３２を接合固定することにより行う。また、ＳＣスリーブ、ＬＣスリーブ、あるいは、ピグテールスリーブ３の取り付けは、図４を用いて説明したように、ＳＣスリーブ、ＬＣスリーブ、あるいは、ピグテールスリーブ３を筺体２２の凹部に嵌合し、ＳＣスリーブ、ＬＣスリーブ、あるいは、ピグテールスリーブ３を筺体２２に接合固定することにより行う。
【００３８】
その後、送信ユニット２０ａ、２０ｂ、受信ユニット２１について、図２に示すようなジョイントスリーブ２７ａ、２７ｂ、２８を用いて、それぞれの光軸方向であるｚ軸方向の位置の調整が行われる。さらに、第１の送信ユニット接合面４、第２の送信ユニット接合面５、受信ユニット接合面６上の直交するｘ軸、ｙ軸方向において、それぞれ送信ユニット２０ａ、２０ｂ、受信ユニット２１の位置を調整することにより調心が行われる。
送信ユニット２０ａ、２０ｂの調心は、レーザダイオード２３ａ、２３ｂを発光させて、光ファイバ１１からの出力を検出することにより行う。また、受信ユニット２１の調心は、光ファイバ１１からモニタ光を送出させ、フォトダイオード２４の出力を検出することにより行う。
【００３９】
例えば、第１の集光レンズ９のビームウェスト位置が、第１の送信ユニット接合面４上に設定されている場合、第１の送信ユニット接合面４を基準にして、第２の集光レンズ２６ａのビームウェスト位置の調整を行えばよい。同様に、第１の集光レンズ９のビームウェスト位置が、第２の送信ユニット接合面５上に設定されている場合、第２の送信ユニット接合面５を基準にして、第２の集光レンズ２６ｂのビームウェスト位置の調整を行えばよい。このように、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向の調心を、短尺光ファイバ１４の端部を基準とするのではなく、第１の送信ユニット接合面４、第２の送信ユニット接合面５を基準として行うことができるので、容易にかつ精度よく調心を行うことができる。
【００４０】
なお、上記実施の形態では、収束光学系を構成する光モジュール１が、２つの送信ユニット２０ａ、２０ｂ、１つの受信ユニット２１を備える場合について説明したが、送信ユニット、受信ユニットの数はこれらに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４１】
１…光モジュール、２…集光ユニット、３…ピグテール型の光コネクタ、４…第１の送信ユニット接合面、５…第２の送信ユニット接合面、６…受信ユニット接合面、７…第１の波長選択フィルタ、８…第２の波長選択フィルタ、９…第１の集光レンズ、１０…カットフィルタ、１１…フェルール、１２，４１ａ，４１ｂ…スタブ、１３，４２ａ，４２ｂ…スリーブ、１４…短尺光ファイバ、１５，４３ａ，４３ｂ…フランジ、１６，４４…位置決め部、２０ａ…第１の送信ユニット、２０ｂ…第２の送信ユニット、２１…受信ユニット、２２…筺体、２３ａ，２３ｂ…レーザダイオード、２４…球レンズ、２５…フォトダイオード、２６ａ，２６ｂ…第２の集光レンズ、２７ａ，２７ｂ，２８…ジョイントスリーブ、３０…第１の内壁面、３１…第２の内壁面、３２…保護部材、４５…凹部の内壁面、４６…取付端面、５０…基準面（Ｄカット面）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバを用いて光信号を送信、受信、送受信するための光モジュールおよび光モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光モジュールの外部光ファイバと光素子を光結合するのに、コリメート光学系（例えば、特許文献１を参照）を用いる代わりに、収束光学系（例えば、特許文献２を参照）を用いることが提案されている。収束光学系を用いる光モジュールでは、複数の光信号送信ユニットと光信号受信ユニットの光学的調心を個別に行うことが可能となり、さらには、光ファイバの光学的調心も個別に行うことが可能となった。このため、光ファイバの光学的位置決めは、光信号送信ユニットおよび光信号受信ユニットの位置決めと別に独立して行うことが可能となった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−１４４６０２号公報
【特許文献２】特開平９−２１１２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、収束光学系を用いる場合でも、光ファイバの結合のためのコネクタスリーブの調心は、光モジュールの筐体（集光ユニット）の取付け端面上で光軸に対し所定の位置になるように個別にＸＹ方向（取付端面に平行な方向）あるいはスタブのＺ方向（取付端面に垂直な方向）の調心が行われている。このため、コリメート光学系の場合と同様に調心に要する工数が大きく、収束光学系を用いたことによる利点が十分生かされていない。また、光ファイバを結合するためのコネクタスリーブに、種々の形態のものがあるが、それぞれのスリーブ形態に応じた光学的調心が必要で、共用性に欠けている。
【０００５】
本発明は、上述した実状に鑑みてなされたもので、光学的調心を行うことなく外部光ファイバを結合するためのスリーブの位置決めを行うことが可能で、種々の形態のスリーブに対して集光ユニットの共用が可能な光モジュールとその製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による光モジュールは、光学レンズを介して収束光学系を構成することにより外部光ファイバと光素子とを光結合する光モジュールで、短尺光ファイバを収容するスタブを内蔵するスリーブと、短尺光ファイバと光結合される第１の集光レンズと波長選択フィルタが実装されるとともに、スリーブを組み付ける取付端面が形成された集光ユニットと、第１の集光レンズと光結合される第２の集光レンズ、および、光素子が実装された送信ユニットとを備える。そして、スタブの先端部はスリーブの接合端面より突き出ており、集光ユニットの取付端面にはスタブの先端部を嵌合して位置決めする凹部が形成されている。
【０００７】
また、本発明による光モジュールでは、第１の集光レンズの光軸と第２の集光レンズの光軸は短尺光ファイバの光軸と平行で、第１の集光レンズの光軸は短尺光ファイバの光軸とオフセットさせてもよい。また、第１の集光レンズの光軸は第２の集光レンズの光軸とオフセットさせてもよい。
また、第１の集光レンズの一方のビームウェスト位置を、短尺光ファイバの端部に設定することができる。
さらに、送信ユニットを、第１の集光レンズの他方のビームウェスト位置を含む面において、集光ユニットに固定することができる。
【０００８】
また、本発明による光モジュールの製造方法は、光学レンズを介して収束光学系を構成することにより外部光ファイバと光素子とを光結合する光モジュールの製造方法で、短尺光ファイバと光結合される第１の集光レンズと波長選択フィルタとが実装された集光ユニットの取付端面に凹部が形成されており、短尺光ファイバを収容し、スリーブに内蔵されるスタブの先端部はスリーブの接合端面より突き出ており、スタブの先端部を凹部に嵌合して位置決めし、第２の集光レンズ、および、光素子が実装された送信ユニットを集光ユニットに固定して第１の集光レンズと第２の集光レンズとを光結合することにより光モジュールが製造される。
【０００９】
また、本発明による光モジュールの製造方法では、第１の集光レンズの一方のビームウェスト位置を短尺光ファイバの端部に設定し、送信ユニットを、第１の集光レンズの他方のビームウェスト位置を含む面において集光ユニットに固定する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、スリーブに内蔵されたスタブの先端部がスリーブの接合端面より突き出ており、集光ユニットの取付端面にはスタブの先端部を嵌合して位置決めする凹部が形成されているので、光学的調心を行うことなく外部光ファイバを結合するためのスリーブの位置決めを行うことが可能で、種々の形態のスリーブに対して集光ユニットの共用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による光モジュールの実施形態の一例を示す概略図である。
【図２】ピグテール型の光コネクタ、第１の送信ユニット、第２の送信ユニット、受信ユニットが装着された光モジュールの一例を示す概略図である。
【図３】第１の集光レンズの固定について説明する図である。
【図４】ＳＣスリーブ、ＬＣスリーブおよびピグテールの装着について説明する図である。
【図５】結合ロスと公差との間の関係を示す図である。
【図６】ＳＣスリーブ、ＬＣスリーブ、ピグテールの回転角の調整について説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明による光モジュールについて説明する。図１は、本発明による光モジュールの実施形態の一例を示す概略図である。図１（Ａ）は、光モジュール１の外観図を示し、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示した光モジュール１の断面図を示す。
図１（Ａ）に示すように、この光モジュール１では、集光ユニット２には一例としてピグテール型の光コネクタ３が結合されている。そして、図１（Ｂ）に示すように、集光ユニット２には、光信号を送信する第１の送信ユニット（ＴＯＳＡ、Transmitter Optical Sub-Assembly）が接合される第１の送信ユニット接合面４、光信号を送信する第２の送信ユニット（ＴＯＳＡ）が接合される第２の送信ユニット接合面５、光信号を受信する受信ユニット（ＲＯＳＡ、Receiver Optical Sub-Assembly）が接合される受信ユニット接合面６が設けられている。
【００１３】
また、集光ユニット２の内部には、第１の波長選択フィルタ（ＷＤＭフィルタ、Wavelength Division Multiplexing Filter）７、第２の波長選択フィルタ８、第１の集光レンズ９、カットフィルタ１０が設けられている。
ここで、カットフィルタ１０は、第１の送信ユニットから送信される第１の波長の光信号、および、第２の送信ユニットから送信される第２の波長の光信号を遮断する。これにより、第１の送信ユニットおよび第２の送信ユニットから送信された光信号の反射戻り光が受信ユニットに入射することを防止する。
【００１４】
また、ピグテール型の光コネクタ３は、フェルール１１、スタブ１２、スリーブ１３を有する。スリーブ１３（以下、ピグテールスリーブと呼ぶ）は、短尺光ファイバ１４を収容したスタブ１２を内蔵し、集光ユニット２と接合するフランジ１５を有する。また、スタブ１２の一端には、外部光ファイバを収容するフェルール１１の先端が挿入される。さらに、スタブ１２の先端側には、集光ユニット２の凹部に嵌合し、スタブ１２の位置決めをする位置決め部１６が設けられている。
【００１５】
図２は、ピグテール型の光コネクタ３、第１の送信ユニット２０ａ、第２の送信ユニット２０ｂ、受信ユニット２１が装着された光モジュール１の一例を示す概略図である。
この光モジュール１は、集光ユニット２を構成する筺体２２の一方の端部に、スタブ１２を固定するスリーブ１３を接合固定し、反対側の端部に第１の波長の信号光を発光するレーザダイオード２３ａが実装された第１の送信ユニット２０ａを接合固定してなる。また、筺体２２の側面には、第２の波長の信号光を発光するレーザダイオード２３ｂが実装された第２の送信ユニット２０ｂが接合固定される。さらに、筺体２２の反対側の側面には、信号光を受光するフォトダイオード２５が実装された受信ユニット２１が接合固定される。
【００１６】
集光ユニット２の筺体２２内には、第１の波長選択フィルタ７、第２の波長選択フィルタ８、第１の集光レンズ９、カットフィルタ１０が配置される。第１の集光レンズ９は、短尺光ファイバ１４の端部に一方のビームウェスト位置をもつ。第１の集光レンズ９の他方のビームウェスト位置は、例えば、第１の送信ユニット２０ａが接合固定される第１の送信ユニット接合面４上となるように設定される。そして、この第１の集光レンズ９は、例えば、像倍率が「１」で筺体２２の中央部分に設置される。
【００１７】
また、短尺光ファイバ１４から第１の集光レンズ９へと向かう光路は、第２の波長選択フィルタ８を透過して第１の集光レンズ９に向かうものと、第２の波長選択フィルタ８により方向が曲げられて受信ユニット２１に向かうものとに分岐される。第２の波長選択フィルタ８と受信ユニット２１との間の光路中には、カットフィルタ１０が配置され、第１の送信ユニットおよび第２の送信ユニットから送信された光信号の反射戻り光の入射を防止する。
【００１８】
受信ユニット２１内には、球レンズ２４が配置される。そして、球レンズ２４の一方のビームウェスト位置はフォトダイオード２５の受光部に位置し、他方のビームウェスト位置は、受信ユニット２１が受信ユニット接合面６に固定された状態で、短尺光ファイバ１４の端部に位置するように設定される。
【００１９】
さらに、第１の集光レンズ９の光路は、第１の波長選択フィルタ７を透過して送信ユニット２０ａに向かうものと、第１の波長選択フィルタ７により方向が曲げられて送信ユニット２０ｂに向かうものとに分岐され、方向が曲げられた光路のビームウェスト位置は、例えば、第２の送信ユニット２０ｂが接合固定される第２の送信ユニット接合面５上となるように設定される。
【００２０】
送信ユニット２０ａ内には、第２の集光レンズ２６ａが配置され、一方のビームウェスト位置はレーザダイオード２３ａの発光部に位置し、他方のビームウェスト位置は、例えば、第１の送信ユニット２０ａが第１の送信ユニット接合面４に固定された状態で、第１の送信ユニット接合面４上に位置するように設定される。そして、第２の集光レンズ２６ａは、第１の送信ユニット接合面４にビームウェスト位置を有する第１の集光レンズ９と光結合される。
【００２１】
また、送信ユニット２０ｂ内には、第２の集光レンズ２６ｂが配置され、一方のビームウェスト位置はレーザダイオード２３ｂの発光部に位置し、他方のビームウェスト位置は、例えば、第２の送信ユニット２０ｂが第２の送信ユニット接合面５に固定された状態で、第２の送信ユニット接合面５上に位置するように設定される。そして、第２の集光レンズ２６ｂは、第２の送信ユニット接合面５上にビームウェスト位置を有する第１の集光レンズ９と光結合される。
【００２２】
スタブ１２内に収納された短尺光ファイバ１４の集光ユニット２側の端面は、反射戻り光を低減するため、短尺光ファイバ１４の光軸に垂直な面に対し６度程度傾斜するように研磨することとしてもよい。
また、短尺光ファイバ１４と第２の集光レンズ２６ａとは、それぞれの光軸が一致するように配置される。一方、第１の集光レンズ９は、その光軸が短尺光ファイバ１４および第２の集光レンズ２６ａの光軸からオフセットするように配置して、短尺光ファイバ１４の光軸に対し所定の角度で、光が短尺光ファイバ１４の傾斜端面に入射するようにする。これらの配置位置は計算により求めることができる。これにより、傾斜端面で屈折した光は、短尺光ファイバ１４内を短尺光ファイバ１４の光軸に平行に伝播する。
【００２３】
ここで、第１の集光レンズ９は、集光ユニット２の筺体２２の内壁を利用して位置決めがなされ、筺体２２に接合固定される。図３は、第１の集光レンズ９の固定について説明する図である。
図３（Ａ）に示すように、集光ユニット２の筺体２２には、第１のレンズ９を固定する第１の内壁面３０と、第２の内壁面３１とが形成される。そして、図３（Ｂ）に示すように、第１の内壁面３０および第２の内壁面３１に、第１のレンズ９を保護するドーナツ状の保護部材３２が接触するよう第１のレンズ９を筺体２２に固定する。この固定は、筺体２２外側からの貫通ＹＡＧ（Ｙittrium-Ａluminium-Ｇarnet）レーザ溶接、樹脂による接着固定、あるいは、圧入などにより行われる。
【００２４】
ここで、第１の内壁面３０および保護部材３２の寸法、公差は、第１の内壁面３０と保護部材３２との間の隙間（クリアランス）が十分小さくなるように設定されている。例えば、第１の内壁面３０の径が３．０１５ｍｍ、公差が±０．０１ｍｍ、保護部材３２の外壁面の径が２．９９９ｍｍ、公差が±０．００６ｍｍに設定される。この場合、隙間の最大値は０．０１６ｍｍとなり、最小値は０．０００ｍｍとなる。
【００２５】
なお、図１および図２では、集光ユニット２の筺体２２にピグテール型の光コネクタ３が装着された場合について説明したが、光モジュール１は、同一の筺体２２に、各種形態のコネクタスリーブ、例えば、ＳＣ光コネクタ用のスリーブ（以下、ＳＣスリーブと呼ぶ）、ＬＣ光コネクタ用のスリーブ（以下、ＬＣスリーブと呼ぶ）を装着することもできるように設計されている。図４（Ａ）には、ＳＣスリーブの各部の寸法が、図４（Ｂ）には、ＬＣスリーブの各部の寸法が、図４（Ｃ）には、ピグテールスリーブの各部の寸法が、図４（Ｄ）には、筺体２２にＳＣスリーブが装着された状態が示されている。
【００２６】
図４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、ＳＣスリーブにおけるスタブ４１ａの外径Ｄ１、ＬＣスリーブにおけるスタブ４１ｂの外径Ｄ２、ピグテールスリーブにおけるスタブ１２の外径Ｄ３は互いに異なっており、例えば、Ｄ１は２．４９９ｍｍ、Ｄ２は１．２５ｍｍ、Ｄ３は１．４ｍｍに設計されている（Ｄ１＞Ｄ３＞Ｄ２）。
【００２７】
このうち、スタブの外径が最も大きいのはＳＣスリーブであるため、このＳＣスリーブのスタブ４１ａの外径Ｄ１を基準として、筺体２２の凹部の内径Ｄ６が設計される。具体的には、スタブ４１ａの外壁面と筺体２２の凹部の内壁面４５との間の隙間（クリアランス）が十分小さくなるよう内径Ｄ６が設計される。すなわち、内径Ｄ６は、スタブ４１ｂの外径との差が十分小さくなるよう設計される。
【００２８】
そして、スタブ４１ａを保持するスリーブ４２ａには、筺体２２と接合されるフランジ４３ａが設けられている。このスタブ４１ａは、フランジ４３ａ（筺体２２と接合される接合端面）から距離Ｄ５だけ突き出すように設けられる。図４（Ｄ）に示すように、この突き出した部分が、内径がＤ６である筺体２２の凹部と嵌合することにより、光軸に直交するｘ軸、ｙ軸方向のスタブ４１ａの位置決めが、特別な調心作業を行うことなく容易にできる。
例えば、Ｄ１を２．４９９ｍｍ、Ｄ１の公差を±０．００５ｍｍ、Ｄ６を２．５１９ｍｍ、Ｄ６の公差を±０．０１ｍｍとした場合、スタブ４１ａの外壁面と筺体２２の凹部の内壁面４５との間の隙間の最大値は０．０１７５ｍｍとなり、最小値は０．００２５ｍｍとなる。
【００２９】
図４（Ｂ）に示すＬＣスリーブの場合も、スタブ４１ｂを保持するスリーブ４２ｂに、筺体２２と接合されるフランジ４３ｂが設けられる。そして、スタブ４１ｂは、フランジ４３ｂ（筺体２２と接合される接合端面）から距離Ｄ５だけ突き出すように設けられる。
【００３０】
しかし、スタブ４１ｂの外径Ｄ２は、筺体２２の凹部の内径Ｄ６よりも小さいため、このままではスタブ４１ｂのｘ軸、ｙ軸方向の位置決めが困難である。そのため、外径がＤ１である位置決め部４４がスタブ４１ｂの周りに設けられ、スタブ４１ｂの先端部を構成する。位置決め部４４の半径方向の幅（Ｄ１−Ｄ２）／２は、位置決め部４４の外壁面と筺体２２の凹部の内壁面４５との間の隙間（クリアランス）が十分小さくなるよう設計される。
この位置決め部４４は、内径がＤ６である筺体２２の凹部に嵌合する。これにより、光軸に直交するｘ軸、ｙ軸方向のスタブ４１ｂの位置決めが、特別な調心作業を行うことなく容易にできる。
【００３１】
図４（Ｃ）に示すピグテールスリーブの場合も同様に、スタブ１２は、フランジ１５（筺体２２と接合される接合端面）から距離Ｄ５だけ突き出すように設けられている。そして、特別な調心作業を行うことなく、スタブ１２のｘ軸、ｙ軸方向の位置決めを行うため、外径がＤ１である位置決め部１６がスタブ１２の周りに設けられ、スタブ１２の先端部を構成する。
【００３２】
位置決め部１６の半径方向の幅（Ｄ１−Ｄ３）／２は、位置決め部１６の外壁面と筺体２２の凹部の内壁面４５との間の隙間（クリアランス）が十分小さくなるよう設計される。この位置決め部１６が、内径Ｄ６の筺体２２の凹部に嵌合し、これによって、光軸に直交するｘ軸、ｙ軸方向のスタブ１２の位置決めがなされる。
例えば、Ｄ１を２．４９９ｍｍ、Ｄ１の公差を±０．０１０ｍｍ、Ｄ６を２．５１９ｍｍ、Ｄ６の公差を±０．０１ｍｍとした場合、位置決め部１６の外壁面と筺体２２の凹部の内壁面４５との隙間の最大値は０．０２０ｍｍとなり、最小値は０．０００ｍｍとなる。また、筺体２２の第１の内壁面３０と筺体２２の凹部の内壁面４５との間の偏心加工公差を±０．０１ｍｍとすると、第１のレンズ９とスタブ１２との間の偏心量の最大値を０．０４７５ｍｍとすることができる。
【００３３】
また、第１の集光レンズ９の保護部材３２が固定される第２の内壁面３１は、ＳＣスリーブ、ＬＣスリーブ、あるいは、ピグテールスリーブを筺体２２に取り付ける取付端面４６からの距離が所定の距離となるよう、精度よく加工することができる。例えば、第２の内壁面３１は、±０．０２ｍｍの精度で加工することができる。この場合、第１の集光レンズ９を第２の内壁面３１に押し当てて固定し、フランジ４３ａ、４３ｂ、１５を取付端面４６に押し当てて固定することで、ｚ軸方向の公差を±０．１ｍｍ以下とすることができる。
【００３４】
図５は、結合ロスと公差との間の関係を示す図である。図５（Ａ）の横軸はｘ軸、ｙ軸方向の公差であり、図５（Ｂ）の横軸はｚ軸方向の公差である。
図５（Ａ）からわかるように、ｘ軸、ｙ軸方向の偏心量が０．０４７５ｍｍである場合には、第１のレンズ９と短尺光ファイバ１４との間の光結合のロスを０．５ｄＢよりも小さくできる。また、図５（Ｂ）からわかるように、ｚ軸方向の公差が±０．１ｍｍである場合も、第１のレンズ９と短尺光ファイバ１４との間の光結合のロスを０．５ｄＢよりも小さくできる。
このように、光モジュール１をこのような構成とすることにより、第１のレンズ９とスタブ１２、４１ａ、４１ｂとを、結合ロスが最小である公差内（ｘ軸、ｙ軸方向について±０．０５ｍｍ、ｚ軸方向について±０．１ｍｍ）で、特別な調心作業を行うことなく、固定することができる。
【００３５】
筺体２２に対するＳＣスリーブ、ＬＣスリーブ、ピグテールスリーブの固定は、筺体２２の取付端面４６に対してフランジ４３ａ、４３ｂ、１５をＹＡＧレーザ溶接することにより行われる。この場合、フランジ４３ａ、４３ｂ、１５の外径は、すべてのスリーブに対して同一（Ｄ４）とするのが望ましい。これにより、ＹＡＧレーザ溶接の溶接条件の変更が不要となる。
また、ここでは、フランジ４３ａ、４３ｂ、１５（筺体２２と接合される接合端面）からのスタブ４１ａ、４１ｂ、１２の突き出し距離を一定値（Ｄ５）としている。これは、ＳＣスリーブ、ＬＣスリーブ、ピグテールスリーブ間で、光ファイバの端部から第１の集光レンズ９までの距離を一定とする必要があるためである。
【００３６】
また、ＳＣスリーブ、ＬＣスリーブ、ピグテールスリーブの光軸周りの回転角の調整は、フランジ４３ａ、４３ｂ、１５に基準面（Ｄカット面）を設けることにより可能となる。
図６は、ＳＣスリーブ、ＬＣスリーブ、ピグテールの回転角の調整について説明する概略図である。
図６に示すように、フランジ４３ａ、４３ｂ、１５には、基準面（Ｄカット面）５０が設けられる。そして、その基準面５０と、例えば受信ユニット２１を接合固定する受信ユニット接合面６とが平行となるよう目視で確認して、ＳＣスリーブ、ＬＣスリーブ、ピグテールスリーブを接合する。これにより、ＳＣスリーブ、ＬＣスリーブ、ピグテールスリーブの回転角の調整も容易に行うことができる。
【００３７】
光モジュール１の製造は以下のようにして行う。
まず、筺体２２に、第１の波長選択フィルタ７、第２の波長選択フィルタ８、第１の集光レンズ９、カットフィルタ１０を取り付け、また、ＳＣスリーブ、ＬＣスリーブ、あるいは、ピグテールスリーブ３のいずれかを取り付けて集光ユニット２を形成する。
ここで、第１の集光レンズ９の取り付けは、図３を用いて説明したように、第１の内壁面３０および第２の内壁面３１に保護部材３２を接合固定することにより行う。また、ＳＣスリーブ、ＬＣスリーブ、あるいは、ピグテールスリーブ３の取り付けは、図４を用いて説明したように、ＳＣスリーブ、ＬＣスリーブ、あるいは、ピグテールスリーブ３を筺体２２の凹部に嵌合し、ＳＣスリーブ、ＬＣスリーブ、あるいは、ピグテールスリーブ３を筺体２２に接合固定することにより行う。
【００３８】
その後、送信ユニット２０ａ、２０ｂ、受信ユニット２１について、図２に示すようなジョイントスリーブ２７ａ、２７ｂ、２８を用いて、それぞれの光軸方向であるｚ軸方向の位置の調整が行われる。さらに、第１の送信ユニット接合面４、第２の送信ユニット接合面５、受信ユニット接合面６上の直交するｘ軸、ｙ軸方向において、それぞれ送信ユニット２０ａ、２０ｂ、受信ユニット２１の位置を調整することにより調心が行われる。
送信ユニット２０ａ、２０ｂの調心は、レーザダイオード２３ａ、２３ｂを発光させて、光ファイバ１１からの出力を検出することにより行う。また、受信ユニット２１の調心は、光ファイバ１１からモニタ光を送出させ、フォトダイオード２４の出力を検出することにより行う。
【００３９】
例えば、第１の集光レンズ９のビームウェスト位置が、第１の送信ユニット接合面４上に設定されている場合、第１の送信ユニット接合面４を基準にして、第２の集光レンズ２６ａのビームウェスト位置の調整を行えばよい。同様に、第１の集光レンズ９のビームウェスト位置が、第２の送信ユニット接合面５上に設定されている場合、第２の送信ユニット接合面５を基準にして、第２の集光レンズ２６ｂのビームウェスト位置の調整を行えばよい。このように、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向の調心を、短尺光ファイバ１４の端部を基準とするのではなく、第１の送信ユニット接合面４、第２の送信ユニット接合面５を基準として行うことができるので、容易にかつ精度よく調心を行うことができる。
【００４０】
なお、上記実施の形態では、収束光学系を構成する光モジュール１が、２つの送信ユニット２０ａ、２０ｂ、１つの受信ユニット２１を備える場合について説明したが、送信ユニット、受信ユニットの数はこれらに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４１】
１…光モジュール、２…集光ユニット、３…ピグテール型の光コネクタ、４…第１の送信ユニット接合面、５…第２の送信ユニット接合面、６…受信ユニット接合面、７…第１の波長選択フィルタ、８…第２の波長選択フィルタ、９…第１の集光レンズ、１０…カットフィルタ、１１…フェルール、１２，４１ａ，４１ｂ…スタブ、１３，４２ａ，４２ｂ…スリーブ、１４…短尺光ファイバ、１５，４３ａ，４３ｂ…フランジ、１６，４４…位置決め部、２０ａ…第１の送信ユニット、２０ｂ…第２の送信ユニット、２１…受信ユニット、２２…筺体、２３ａ，２３ｂ…レーザダイオード、２４…球レンズ、２５…フォトダイオード、２６ａ，２６ｂ…第２の集光レンズ、２７ａ，２７ｂ，２８…ジョイントスリーブ、３０…第１の内壁面、３１…第２の内壁面、３２…保護部材、４５…凹部の内壁面、４６…取付端面、５０…基準面（Ｄカット面）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学レンズを介して収束光学系を構成することにより外部光ファイバと光素子とを光結合する光モジュールであって、
短尺光ファイバを収容するスタブを内蔵するスリーブと、
前記短尺光ファイバと光結合される第１の集光レンズと波長選択フィルタが実装されるとともに、前記スリーブを組み付ける取付端面が形成された集光ユニットと、
前記第１の集光レンズと光結合される第２の集光レンズ、および、前記光素子が実装された少なくとも１つの送信ユニットとを備え、
前記スタブの先端部は前記スリーブの接合端面より突き出ており、前記集光ユニットの前記取付端面には前記スタブの先端部を嵌合して位置決めする凹部が形成されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記第１の集光レンズの光軸と前記第２の集光レンズの光軸は前記短尺光ファイバの光軸と平行であり、前記第１の集光レンズの光軸は前記短尺光ファイバの光軸とオフセットしていることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記第１の集光レンズの光軸は前記第２の集光レンズの光軸とオフセットしていることを特徴とする請求項２に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記第１の集光レンズの一方のビームウェスト位置が前記短尺光ファイバの端部に設定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記送信ユニットは、前記第１の集光レンズの他方のビームウェスト位置を含む面において、前記集光ユニットに固定されていることを特徴とする請求項４に記載の光モジュール。
【請求項６】
光学レンズを介して収束光学系を構成することにより外部光ファイバと光素子とを光結合する光モジュールの製造方法であって、
短尺光ファイバと光結合される第１の集光レンズと波長選択フィルタとが実装された集光ユニットの取付端面に凹部が形成されており、前記短尺光ファイバを収容し、スリーブに内蔵されるスタブの先端部は前記スリーブの接合端面より突き出ており、該スタブの先端部を前記凹部に嵌合して位置決めし、第２の集光レンズ、および、前記光素子が実装された送信ユニットを前記集光ユニットに固定して前記第１の集光レンズと前記第２の集光レンズとを光結合することを特徴とする光モジュールの製造方法。
【請求項７】
前記第１の集光レンズの一方のビームウェスト位置を前記短尺光ファイバの端部に設定し、前記送信ユニットを、前記第１の集光レンズの他方のビームウェスト位置を含む面において前記集光ユニットに固定することを特徴とする請求項６に記載の光モジュールの製造方法。
【請求項１】
光学レンズを介して収束光学系を構成することにより外部光ファイバと光素子とを光結合する光モジュールであって、
短尺光ファイバを収容するスタブを内蔵するスリーブと、
前記短尺光ファイバと光結合される第１の集光レンズと波長選択フィルタが実装されるとともに、前記スリーブを組み付ける取付端面が形成された集光ユニットと、
前記第１の集光レンズと光結合される第２の集光レンズ、および、前記光素子が実装された少なくとも１つの送信ユニットとを備え、
前記スタブの先端部は前記スリーブの接合端面より突き出ており、前記集光ユニットの前記取付端面には前記スタブの先端部を嵌合して位置決めする凹部が形成されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記第１の集光レンズの光軸と前記第２の集光レンズの光軸は前記短尺光ファイバの光軸と平行であり、前記第１の集光レンズの光軸は前記短尺光ファイバの光軸とオフセットしていることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記第１の集光レンズの光軸は前記第２の集光レンズの光軸とオフセットしていることを特徴とする請求項２に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記第１の集光レンズの一方のビームウェスト位置が前記短尺光ファイバの端部に設定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記送信ユニットは、前記第１の集光レンズの他方のビームウェスト位置を含む面において、前記集光ユニットに固定されていることを特徴とする請求項４に記載の光モジュール。
【請求項６】
光学レンズを介して収束光学系を構成することにより外部光ファイバと光素子とを光結合する光モジュールの製造方法であって、
短尺光ファイバと光結合される第１の集光レンズと波長選択フィルタとが実装された集光ユニットの取付端面に凹部が形成されており、前記短尺光ファイバを収容し、スリーブに内蔵されるスタブの先端部は前記スリーブの接合端面より突き出ており、該スタブの先端部を前記凹部に嵌合して位置決めし、第２の集光レンズ、および、前記光素子が実装された送信ユニットを前記集光ユニットに固定して前記第１の集光レンズと前記第２の集光レンズとを光結合することを特徴とする光モジュールの製造方法。
【請求項７】
前記第１の集光レンズの一方のビームウェスト位置を前記短尺光ファイバの端部に設定し、前記送信ユニットを、前記第１の集光レンズの他方のビームウェスト位置を含む面において前記集光ユニットに固定することを特徴とする請求項６に記載の光モジュールの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−６８３４５（Ｐ２０１２−６８３４５Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１１６３１（Ｐ２０１０−２１１６３１）
【出願日】平成２２年９月２２日（２０１０．９．２２）
【出願人】（０００１５４３２５）住友電工デバイス・イノベーション株式会社 (291)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２２日（２０１０．９．２２）
【出願人】（０００１５４３２５）住友電工デバイス・イノベーション株式会社 (291)
【Ｆターム（参考）】
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