光モジュール
【課題】小型化を達成することができる光モジュールを提供することを目的とする。
【解決手段】光モジュールは、空間に光路を有する光学系１６と、光学系１６の入口及び出口の一方である第１出入口２８に光学的に接続された電気光学素子１８と、柔軟性を有する光導波路２０と、外部との光学的な接続を図るための光インターフェース１０を備え、光学系１６、電気光学素子１８子及び光導波路２０を収納する筺体１２と、を有し、光導波路２０は、筺体１２内で光インターフェース１０に光学的に接続される第１接続部３０と、光学系１６の入口及び出口の他方である第２出入口３２に光学的に接続される第２接続部３４と、を有し、筺体１２内で屈曲して配置され、光インターフェース１０と第１接続部３０の間を通る第１光軸３６と、第２出入口３２と第２接続部３４の間を通る第２光軸３８とは、ずれている。
【解決手段】光モジュールは、空間に光路を有する光学系１６と、光学系１６の入口及び出口の一方である第１出入口２８に光学的に接続された電気光学素子１８と、柔軟性を有する光導波路２０と、外部との光学的な接続を図るための光インターフェース１０を備え、光学系１６、電気光学素子１８子及び光導波路２０を収納する筺体１２と、を有し、光導波路２０は、筺体１２内で光インターフェース１０に光学的に接続される第１接続部３０と、光学系１６の入口及び出口の他方である第２出入口３２に光学的に接続される第２接続部３４と、を有し、筺体１２内で屈曲して配置され、光インターフェース１０と第１接続部３０の間を通る第１光軸３６と、第２出入口３２と第２接続部３４の間を通る第２光軸３８とは、ずれている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光モジュール、特にＤＱＰＳＫ、ＤＰＳＫ、ＱＰＳＫ、ＤＰ-ＱＰＳＫ等の光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信網は、光信号を伝播するための媒体として光ファイバと、光信号を送受信するための光トランシーバによって構成されている。光トランシーバは、その筐体内に、電気信号を光信号に、光信号を電気信号に変換するための光モジュールと、制御のための電子素子や電気コネクタ等が搭載されたプリント基板とを内包している。
【０００３】
一般的な光モジュールは、レーザ（発光素子）、フォトダイオード（受光素子）といった光電気変換を行う光素子をパッケージ内部に搭載し、パッケージは、金属やセラミック等によって構成されることが多い。パッケージの形状は、ＢＯＸ型の形状が頻繁に使用されるが、これは、搭載プロセスが簡易であるという利点を有する。ＢＯＸ型パッケージの蓋を取り付けない状態であれば、内部に基板、ＩＣ、レンズなどの光部品、受発光素子等を平面的に並べることが可能であり、内部の部品搭載後、蓋をすることでパッケージを構成できる。
【０００４】
これまで、一般的な光モジュールでは、変調電気信号を、発光素子において、光強度変調信号とすることで光信号を伝播し、さらに、その光強度変化を受光素子が電気強度変化に光電気変換することですることで、信号の伝送をしてきた。
【０００５】
しかし、近年では、光モジュールの伝送容量の高速化に伴って、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）と呼ばれる光の位相を変調した信号を伝播する方式が現れてきた。これは、ＤＱＰＳＫ（Differential Quadrature Phase Shift Keying），ＤＰＳＫ（Differential Phase Shift Keying），ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying），ＤＰ−ＱＰＳＫ（Dual Polarization Quadrature Phase Shift Keying），ＰＭ−ＱＰＳＫ（Polarization Multiplexed Quadrature Phase Shift Keying）等で知られ、近年、それぞれの方式に対応した光送信モジュール、光受信モジュール、トランシーバなどが学会等で報告されている。このような位相変調方式の光モジュールでは、複数の光素子を光モジュール筐体内に収め、光信号を合波・分波する光学部品を搭載する必要がある。特に、光受信モジュールでは、干渉光学系をモジュール筐体内で構成し、位相変調した光信号を干渉させ、光強度信号へ変換し、受光素子によって、光信号から電気信号へ変換する必要がある。
【０００６】
ところで、同時に、近年、光トランシーバに対する小型・低背化が必要になってきており、光送信モジュール、光受信モジュールの小型・低背化が検討されている。その方法として、近年の光モジュールでは、光素子、光信号を合波・分波するための光学部品をすべて一つの筺体内に搭載している。
【０００７】
このような光モジュールの一例として、特許文献１が開示されている。特許文献１の光モジュールは強度変調方式の光モジュールである。従来の光モジュールでは、筐体に、発光素子（レーザダイオード）と受光素子（フォトダイオード）が複数取り付けられている。筐体内部に、全反射用波長フィルタや波長分離用フィルタを空間的に配置させ、光信号を反射・透過させることで、光信号の合波・分波を行っている。従来例では、一本の光ファイバにて、１つの送信光信号と、２つの受信光信号を伝送できるとしている。
【０００８】
また従来例によると、発光素子から出た光信号をレンズによって集光し、ファイバを内蔵するキャピラリに光信号を伝播し、キャピラリから出てきた光信号をコリメータレンズによってコリメート光として、筐体内の空間を伝播させている。ここで、ファイバを内蔵したキャピラリを搭載することによって、発光素子の光が光軸に対してチルトしていても、キャピラリに内蔵されたファイバによって光軸が修正することが出来る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−３０９３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来例では発光素子（レーザダイオード）からファイバコリメータまで、一直線上に配置する必要がある。すなわち、発光素子、集光レンズ、キャピラリ、コリメータレンズ、フィルタ、ファイバコリメータの光軸は一直線上に位置させる必要がある。しかしながら、上記の部品は、それぞれ形状と大きさが異なり、特に、ファイバコリメータは筺体の壁に、コリメータレンズやキャピラリは筺体底面に搭載されるため、すべての部品の光軸を一直線上にあわせようとした従来の光送信モジュールでは、筺体の厚さが薄くならないという欠点があった。
【００１１】
同様に、従来例では発光素子（レーザダイオード）から反射機能を有する部材（全反射用波長フィルタ）まで、一直線上に配置される必要がある。すなわち、発光素子、集光レンズ、キャピラリ、コリメータ、全反射用波長フィルタは一直線上に位置させる必要がある。一方で、ファイバコリメータや波長分離フィルタの場所と向きは、決められているため、設計の自由度はほとんど無い。さらに、ファイバコリメータの取り付け位置は光トランシーバによって規定されてしまうため、従来例の空間光学系を実際に組むと大型化してしまうという欠点があった。空間光学系の大きさは、筐体の大きさと比例してしまう。そのため、従来の光モジュールでは、筐体が大きいという欠点があった。
【００１２】
本発明は、高精度な部材位置合わせを妨げることなく、環境温度変化等による干渉効率の低下がなく、小型化を達成することができる光モジュール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】
【００１３】
（１）本発明に係る光モジュールは、空間に光路を有する光学系と、前記光学系の入口及び出口の一方である第１出入口に光学的に接続された電気光学素子と、柔軟性を有する光導波路と、外部との光学的な接続を図るための光インターフェースを備え、前記光学系、前記電気光学素子及び前記光導波路を収納する筺体と、を有し、前記光導波路は、前記筺体内で前記光インターフェースに光学的に接続される第１接続部と、前記光学系の前記入口及び前記出口の他方である第２出入口に光学的に接続される第２接続部と、を有し、前記筺体内で屈曲して配置され、前記光インターフェースと前記第１接続部の間を通る第１光軸と、前記第２出入口と前記第２接続部の間を通る第２光軸とは、ずれていることを特徴とする。本発明によれば、光導波路が柔軟性を有しているので、これを自由に屈曲させて、光学系の配置に対応させることができる。したがって、光学系の設計の自由度が増すので、高精度な部材位置合わせを妨げることなく、環境温度変化等による干渉効率の低下がなく、小型化を達成することができる。
【００１４】
（２）（１）に記載された光モジュールにおいて、前記光学系の前記光路は、光の複数の進行方向を有することを特徴としてもよい。
【００１５】
（３）（１）又は（２）に記載された光モジュールにおいて、前記光学系は、光を分岐する光学部品、光を合波する光学部品、光を反射する光学部品及び光を屈折する光学部品の少なくとも１つを含むことを特徴としてもよい。
【００１６】
（４）（１）から（３）のいずれか１項に記載された光モジュールにおいて、前記筺体外で前記光インターフェースに光学的に接続される外部光ファイバをさらに有していることを特徴としていてもよい。
【００１７】
（５）（４）に記載された光モジュールにおいて、前記光導波路は、前記外部光ファイバよりもコアとクラッドの屈折率差が大きい光ファイバであって、前記外部光ファイバに許容された曲げ半径よりも小さな曲げ半径で曲げられていることを特徴としてもよい。
【００１８】
（６）（４）または（５）に記載された光モジュールにおいて、前記筺体と前記外部光ファイバとの間に配置されたレンズをさらに有することを特徴としてもよい。
【００１９】
（７）（１）から（６）のいずれか１項に記載された光モジュールにおいて、筐体内部であって、前記第１光軸及び前記第２光軸の少なくとも一方上にレンズをさらに有することを特徴としてもよい。
【００２０】
（８）（６）又は（７）に記載された光モジュールにおいて、前記レンズは、コリメートレンズであることを特徴としてもよい。
【００２１】
（９）（１）から（８）のいずれか１項に記載された光モジュールにおいて、前記筺体の内側に固定された基板をさらに有し、前記基板に前記光学系が搭載されていることを特徴としてもよい。
【００２２】
（１０）（９）に記載された光モジュールにおいて、前記光導波路の第２接続部は、前記基板に固定されていることを特徴としてもよい。
【００２３】
（１１）（１０）に記載された光モジュールにおいて、前記光導波路の第１接続部は、前記基板との固定を避けて配置されていることを特徴としてもよい。
【００２４】
（１２）（１０）に記載された光モジュールにおいて、前記光導波路の第１接続部も、前記基板に固定されていることを特徴としてもよい。
【００２５】
（１３）（１１）又は（１２）に記載された光モジュールにおいて、前記光導波路の前記第１接続部及び前記第２接続部の少なくとも一方は、前記光導波路の長さ方向に対して斜めになった端面を有していることを特徴としてもよい。
【００２６】
（１４）（１３）に記載された光モジュールにおいて、前記端面を通る法線は、前記基板の表面に平行であることを特徴としてもよい。
【００２７】
（１５）（９）から（１４）のいずれか１項に記載された光モジュールにおいて、前記基板と前記筺体の間に、前記基板及び前記筺体のいずれよりも弾性係数の低い接着層が介在することを特徴としてもよい。
【００２８】
（１６）（１）から（１５）のいずれか１項に記載された光モジュールにおいて、前記筺体は、外部との電気的な接続を図るための電気インターフェースを有し、前記光インターフェースと前記電気インターフェースは、相互に、前記筺体の反対側に配置されていることを特徴としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態に係る光モジュールの構成を示す平面図である。
【図２】本発明の実施例１の光モジュールの構成を示す平面図である。
【図３】本発明の実施例１の光受信モジュールの組み立てる際の一工程を示す平面図である。
【図４】本発明の実施例１の光受信モジュールの組み立てる際の一工程を示す平面図である。
【図５】本発明の実施例２の光モジュールの構成を示す平面図である。
【図６】本発明の実施例２の光モジュールの構成を示す断面図である。
【図７】本発明の実施例３の光モジュールの構成を示す平面図である。
【図８】本発明の実施例３の光モジュールの一部の光部品を示す平面図である。
【図９】本発明の実施例４の光モジュールの構成を示す平面図である。
【図１０】本発明の実施例５の光モジュールの一部構成を示す平面図である。
【図１１】本発明の実施例６の光モジュールの一部構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００３１】
図１は、本発明の実施形態に係る光モジュールを示す図である。光モジュールの筺体１２は、外部との光学的な接続を図るための光インターフェース１０を備えている。筺体１２外で外部光ファイバ２２が光インターフェース１０に光学的に接続されている。筺体１２と外部光ファイバ２２との間にレンズ２４が配置されている。レンズ２４は、コリメートレンズである。
【００３２】
筺体１２は、外部との電気的な接続を図るための電気インターフェース１４も備えている。光モジュールは、電気光学素子１８（例えば受光素子又は発光素子）を有する。電気光学素子１８は、電気インターフェース１４に電気的に接続されている。
【００３３】
筺体１２には、光学系１６、電気光学素子１８及び光導波路２０が収納される。筺体１２の内側に基板２６が固定されている。光学系１６は、空間に光路を有し、基板２６に搭載されている。光学系１６の光路は、光の複数の進行方向を有する。光学系１６は、光を分岐する光学部品、光を合波する光学部品、光を反射する光学部品及び光を屈折する光学部品の少なくとも１つを含む。
【００３４】
光学系１６は、光信号の入り口及び出口の一方である第１出入口２８と、他方である第２出入り口３２を有する。電気光学素子１８は、第１出入口２８に光学的に接続されている。
【００３５】
光モジュールは、柔軟性を有する光導波路２０を有する。光導波路２０の第１接続部３０は、筺体１２内で光インターフェース１０に光学的に接続されている。光導波路２０の第２接続部３４は、光学系１６の第２出入口３２に光学的に接続されている。
【００３６】
光導波路２０の第２接続部３４は、基板２６に固定されている。光導波路２０の第２接続部３４は、光導波路２０の長さ方向に対して斜めになった端面を有している。端面を通る法線は、基板２６の表面に平行である。光導波路２０は、外部光ファイバ２２よりもコアとクラッドの屈折率差が大きい光ファイバである。光導波路２０は、筺体１２内で屈曲して配置されている。光導波路２０は、外部光ファイバ２２に許容された曲げ半径よりも小さな曲げ半径で曲げられている。
【００３７】
光インターフェース１０と第１接続部３０の間を通る第１光軸３６と、第２出入口３２と第２接続部３４の間を通る第２光軸３８とは、ずれている。第１光軸３６及び第２光軸３８の少なくとも一方上にレンズ４０が配置されている。レンズ４０は、コリメートレンズである。
【００３８】
光インターフェース１０と電気インターフェース１４は、相互に、筺体１２の反対側に配置されている。したがって、光学系１６の第１出入り口２８と第２出入り口３２を一直線上に配置しようとすると、光学部品の配置に制約を受ける。そこで、本実施形態では、柔軟性を有する光導波路２０を使用し、これを屈曲させてある。そのため、光学系１６の配置に光導波路２０の形状を対応させることができるので、光学系１６の第１出入り口２８と第２出入り口３２を一直線上に配置する必要がない。したがって、光学系１６の設計の自由度が増すので、高精度な部材位置合わせを妨げることなく、環境温度変化等による干渉効率の低下がなく、小型化を達成することができる。
【実施例】
【００３９】
以下、本発明の実施形態を具体的し示した実施例を説明する。
【００４０】
［実施例１］
図２は、本発明の実施例１の光受信モジュールの構成を示す平面図であり、具体的には４０Ｇｂｐｓ程度の伝送容量を有するＤＱＰＳＫ光受信モジュールが示されている。また、便宜的に座標軸を記載し、光受信モジュールに対する光信号の入出力方向をＺ軸とした。
【００４１】
パッケージの筐体１０３は金属またはセラミックで構成されている。一般的には、筐体１０３を金属にて構成するほうが安価である。筐体１０３は形状が箱型になっており、リッド（図示せず）を搭載し、溶融金属などの無機材質によってリッドを固着することで、筐体１０３内部の部材の気密封止が保たれる。したがってリッド（図示せず）の搭載は、筐体１０３内に部材をすべて搭載固定した後になる。
【００４２】
筐体１０３には光信号入力用として、第１光ファイバ１２４が備え付けられるようになっている。第１光ファイバ１２４の端はフェルール１２５によって固定され、フェルール１２５はホルダ１２３に固定されている。
【００４３】
ホルダ１２３にはレンズ１２６が固定されており、第１光ファイバ１２４端より出射された光信号はレンズ１２６によって集光またはコリメート光を成すように調整されている。一般的にはワーキングディスタンスが１０ｍｍ以上のコリメート光が好ましい。ホルダ１２３は、筐体１０３に備え付けられたパイプ１２７と溶融金属等によって固着される。筐体１０３には、透光性基板１２８が備え付けられており、光信号はこの透光性基板１２８を通過する。一般的には、パイプ１２７、透光性基板１２８や筐体１０３は、おのおのが溶融ガラスや溶融金属といった無機材質からなり、相互に隙間無く固定されており、筐体１０３内の部材の気密封止が保たれている。ホルダ１２３を筐体１０３に対して固着することは、筐体１０３内に部材を搭載する前でも良い。しかし、一般的には、筐体１０３にリッドを固着した後、ホルダ１２３を、アクティブアラインメント法（第１光ファイバ１２４に光信号を入力し、光強度に応じた電気信号を観測しながら、ホルダ１２３の位置決めをする方法）によって位置合わせをした後に溶融金属によって固定する。なお、フェルール１２５はジルコニアなどのセラミックや、金属などによって構成されている。また、フェルール１２５及び第１光ファイバ１２４の端面は斜め研磨されており、光信号が反射され、もとの光路を通って戻ることを防いでいる。
【００４４】
図２で、光信号の光路１２９は破線にて示してある。透光性基板１２８を通った光信号は台座１３０上に載ったレンズ１３１によって集光され、フェルール１３２によって固定されている第２光ファイバ１３９内に入力される。
【００４５】
第２光ファイバ１３９のもう一端にはフェルール１１２が設けられ、ホルダ１１３にフェルール１１２とレンズ１１４が固着され、光路１２９を通る光がコリメータ光を成している。
【００４６】
光路１２９はミラー１１５によって曲げられ、ハーフビームスプリッタ１１９によって分岐される。ハーフビームスプリッタ１１９を境にＸ軸正方向とＸ軸負方向にある光部品は、ほぼ対象Ｚ軸に対して線対象に構成されており、機能もほぼ同様である。そこで、ハーフビームスプリッタ１１９よりもＸ軸負方向にある光部品を使って説明をする。光路１２９はハーフビームスプリッタ１１８によって２分岐される。２分岐された光路１２９のうち一方は、プリズム１１６によって折り返されてから、ハーフビームスプリッタ１１１に導入されるが、もう一方の光路１２９は、直接ハーフビームスプリッタ１１１に導入される。この２つの光路１２９の長さの差は、４０Ｇｂｐｓのスループットを持つＤＱＰＳＫ受信器においては、１５ｍｍ程度である。すなわちプリズム１１６を通る光信号の光路１２９の長さが１５ｍｍ長くなっており、１ビット分遅延させられている。位相調整素子１１７は、光路１２９が通る面が研磨されたシリコン基板等が使われる。位相調整素子１１７は、波長の変化や、温度変化などが起きても常に位相補正する機能が付けられている。具体的には、位相調整素子１１７のシリコン基板にヒータが取り付けられ、温度によってシリコンの屈折率が調整されている。
【００４７】
ハーフビームスプリッタ１１８で分岐された光路１２９は、ハーフビームスプリッタ１１１において合波・分岐され、２つのビームは互いに干渉する。干渉された光信号は、その後、レンズ１３６によって、サブマウント１０８上に搭載されたフォトダイオード１０９上に集光され、光信号から電気信号へと変換される。サブマウント１０８はＸＹ平面内に主平面を持ち、その主平面上にフォトダイオード１０９が搭載されている。サブマウント１０８の側面には配線パターン１３８が形成されており、フォトダイオード１０９用バイアスパターンと信号パターンが形成される。サブマウント１０８には２つのフォトダイオード１０９が搭載されているため、それぞれ２本のバイアスパターンと信号パターンが、合計４本形成されている。配線パターン１３８とアンプＩＣ１０６上のパッドは、ワイヤ１０７によって導通接続されている。つまり、一つのアンプＩＣ１０６には、２つのフォトダイオード１０９からの電気信号が入力されているが、これは２つのフォトダイオード１０９より出力される電気信号の大きさの差分が、アンプＩＣ１０６によって増幅され、出力されるためである。なお、サブマウント１０８はアルミナ、アルミナイトライド等のセラミック基板によって構成されていることが多い。
【００４８】
アンプＩＣ（Integrated Circuit）１０６には、入力された信号を一定振幅まで増幅するＡＧＣ（Automatic Gain Control）機能が備えられていることが多い。アンプＩＣ１０６上のパッドは、セラミック基板１０５上の伝送線路パターン（記載せず）とワイヤ１０７によって接続されている。さらにセラミック基板１０５上の伝送線路パターンとセラミック基板１０１上の伝送線路パターン１０２はワイヤ１０４によって接続されている。ここでセラミック基板１０１は、筐体１０３に取り付けられており、筐体１０３内の気密封止を保ちながら、電気信号、電源、バイアス、調整用電気信号などを伝送する役割を担っている。
【００４９】
図２に示した光受信モジュールでは、筐体１０３内に第２光ファイバ１３９が搭載されている。また、光受信モジュールには、複数のミラー１１５，１３５、ハーフビームスプリッタ１１１，１１８〜１２０、プリズム１１６，１２２、レンズ１３６などが搭載され、光路１２９も分岐・合波されるため、第１光ファイバ１２４を保持したホルダ１２３と、ミラー１１５を同一直線上（ここではＺ軸上）に配置することは困難であり、光モジュールの小型化の観点から好ましくない。
【００５０】
本実施例に係る光受信モジュールでは、第１光ファイバ１２４から出力された光信号をレンズ１２６とレンズ１３１を用い、フェルール１３２に固定された第２光ファイバ１３９に導入している。そして第２光ファイバ１３９を、所定の位置まで筐体１０３内で引き回し、レンズ１１４を用いて、コリメート光にした後、ミラー１１５やハーフビームスプリッタ１１９などによって構成される干渉光学系に入力している。すなわち、第２光ファイバ１３９を、光受信モジュール内の干渉光学系の直前まで引き回すことが可能であるため、筐体１０３を小型に構成することができる。
【００５１】
また、第２光ファイバ１３９の長さを調整することで、フェルール１３２に固定された第２光ファイバ１３９端と、フェルール１２５に固定された第１光ファイバ１２４端の距離を自在に近接することが可能となる。実際の光モジュールでは、ホルダ１２３が精度良く取り付けられていても、環境温度の変化により筐体１０３がひずむ。しかしながら、第１光ファイバ１２４端と第２光ファイバ１３９端は任意に近接することが可能であるため、光結合は環境温度の変化に影響されにくい。
【００５２】
一方、フェルール１１２によって固定された第２光ファイバ１３９端は、ミラー１１５に近接することが可能となる。ホルダ１１３は接着剤等によって光学系搭載用の基板１１０に接着されることが多いが、接着剤は環境温度によって収縮などの変形を起こす。このような場合、第２光ファイバ１３９端とハーフビームスプリッタ１１９などによって構成される干渉系までの距離に比例して、干渉効率が悪化する。しかしながら、第２光ファイバ１３９端がミラー１１５に近接することが可能となるため、干渉効率の低下を防ぐことができる。
【００５３】
一般的に、光受信モジュールの筐体１０３の外部に取り付けられている第１光ファイバ１２４の仕様は、光受信モジュールが内包される光トランシーバや、光トランシーバを内包する光伝送装置の仕様によって規定される。例えば、一般的に伝送装置等で使用されている光ファイバは、コストの観点より、許容曲げ半径が３０ｍｍ以上のものが使用されている。しかしながら、第２光ファイバ１３９は第１光ファイバ１２４と別体であるため、それぞれ別種にすることが可能である。具体的には、第２光ファイバ１３９のコア材とクラッド材の屈折率差を、第１光ファイバ１２４のそれより、大きくすることが可能である。屈折率差を大きくすることによって光ファイバの曲げ半径を小さくすることが可能となり、光モジュールの筐体１０３の幅や長さを小さくすることが可能となる。例えば、現在、光ファイバベンダより、許容曲げ半径５ｍｍの光ファイバが発売されている。
【００５４】
すなわち、本実施例には、光受信モジュールの筐体１０３内に第２光ファイバ１３９を内包することにより、光受信モジュール筐体１０３の小型化を図ることができるという利点がある。
【００５５】
図２では、基板１１０上に、ミラー１１５，１３５、プリズム１１６，１２２、ハーフビームスプリッタ１１１，１１８〜１２０等の光学部材が搭載されている。これら光学部材はガラスで構成されているため、基板１１０は、ガラスに熱膨張係数の近い材質が使われる。具体的には、ガラスやセラミックのほか、コバールや４２−ＡＬＬＯＹなどの金属が使われる。
【００５６】
ガラスやセラミック等は、上面に薄膜パターンなどを形成することが出来るため、光学部材を所定の位置に搭載するための位置合わせマークなどをマーキングすることが可能である。
【００５７】
また、ミラー１１５，１３５、プリズム１１６，１２２、ハーフビームスプリッタ１１１，１１８〜１２０等を、基板１１０に搭載固定する際には、接着剤等が使われるが、特に紫外硬化型接着剤は、加温せずに硬化させることが可能となるため、しばしば使われる。そして、その場合、基板１１０も透光性のあるガラスにしておくと、光学部材を基板１１０上に固定する際に、紫外光がガラス基板を介して、光学部材裏面にも一部照射され、紫外硬化型接着剤の硬化時間が早くなるという利点がある。
【００５８】
基板１１０は、筐体１０３の底面に接着剤を用いて固着されている。ここで、接着剤硬化後、接着層の弾性係数は、基板１１０と筐体１０３の材質よりも小さい。この構造の利点について説明する。
【００５９】
筐体１０３は、内部に光学部品を搭載した後、リッド（図示せず）が溶接によって取り付けられる。したがって、リッド接着工程では、パッケージ全体が高温になり、熱膨張によって変形する。そのため、リッドを接着後、室温中では、筐体１０３とリッドによって箱型となったパッケージに残留応力が残る。この残留応力により、環境温度が変化すると、筐体１０３にはひずみが生じる。さらに、筐体１０３には、熱膨張係数の違うセラミック基板１０１や透光性基板１２８が取り付けられているため、環境温度の変化によって筐体１０３には更なる変形が生じやすい。特に筺体１０３の底面が場所によって、Ｙ軸方向に凹凸状に変化すると、搭載されている基板１１０もＹ軸方向に凹凸の変形を受けやすくなる。
【００６０】
本実施例では、筐体１０３と基板１１０の間に図示しない接着層がある。接着層の弾性係数は筐体１０３や基板１１０の弾性係数よりも小さい。したがって、筐体１０３に変形が生じたとしても接着層が変形することで、基板１１０に及ぼす変形は小さくなるという利点を有する。
【００６１】
そして、基板１１０上には、ミラー１１５，１３５、プリズム１１６，１２２、ハーフビームスプリッタ１１１，１１８〜１２０，１３４といった光学部材のほか、第２光ファイバ１３９がフェルール１１２、ホルダ１１３を介して固定されている。この利点について説明する。
【００６２】
第２光ファイバ１３９の光信号出力側が、基板１１０に搭載されているため、出力された光信号の光軸は、同じ基板１１０に搭載されている光学系に対して、大幅にずれることはない。これにより、環境温度変化によっても、基板１１０上に搭載された干渉光学系の干渉効率が劣化しないという利点が得られる。
【００６３】
図２では、光導波路の一例である第２光ファイバ１３２の第１接続部（フェルール１３２が設けられた部分）は、基板１１０との固定を避けて配置されている。つまり、第２光ファイバ１３９がフェルール１３２と台座１３３を介して、筐体１０３の底面に搭載されている。台座１３３は基板１１０と比べ、小型であるため、環境温度の変化が生じると、台座１３３は筐体１０３の変形に追随する。そのため、筐体１０３外部に取り付けられた第１光ファイバ１２４との光結合が劣化しないという利点がある。
【００６４】
図３及び図４に、本発明の実施例１の光受信モジュールの組み立てる際の、一工程を示す平面図を示す。
【００６５】
図３は、第２光ファイバ１３９、フェルール１１２、レンズ１１４があらかじめ固定されたホルダ１１３を、基板１１０に搭載する際の調整プロセスを示している。調整用の光信号をフェルール１３２に固定された第２光ファイバ１３９に入力する。このとき、フェルール１３２の形状が、ＳＣ／ＦＣコネクタやＬＣコネクタ等で使われる２．５ｍｍφまたは１．２５ｍｍφであると、ＦＣ、ＳＣ，ＬＣコネクタ用のフェルールがついたパッチコードとアダプタを用意するだけで、調整用の光信号を外部から入れやすい。第２光ファイバ１３９及びフェルール１３２の先端は、ＰＣ研磨、ＳＰＣ研磨であるが、又は、ＡＰＣ研磨によって、垂直より（Ｘ軸方向より）角度が数度ついた斜め研磨としている。
【００６６】
ホルダ１１３を固定する際には、出力される光信号の光路１４３が、基板１１０の主平面とおおよそ平行（ＸＺ平面とおおよそ平行）、すなわちＹ軸方向への曲がりが小さい方が良い。そこで、２つの同形状のブロック１４０を用意し、２つのピンホール１４１に光信号が通るように調整する。ピンホール１４１を通過する光強度はモニタ１４２を用いて測定される。モニタ１４２へ入力される光強度が大きくなったときに、ホルダ１１３端から出力される光信号の光路１４３が、基板１１０の主平面とおおよそ平行であることが分かる。この際、Ｌ１の長さが短く、Ｌ２の長さを長く取ることで、より精度良く光路１４３のＹ軸方向調整が可能となる。
【００６７】
図２における光受信モジュールでは、一つの光学部品の大きさは数ミリ角程度が一般的である。したがって、第２光ファイバ１３９から出た光信号がフォトダイオード１０９（図２参照）に到達するまでに光路は数十ミリにも及ぶ。したがって、Ｌ２の長さも数十ミリ程度は必要である。すなわちブロック１４０は基板１１０よりも外側に配置されるほうが好ましい。光路１４３を調整後、ホルダ１１３は、基板１１０に搭載固定される。固定には、紫外硬化接着剤等を用いて、紫外光は基板１１０の上方から照射しても良いし、基板１１０が透光性のあるガラス、セラミック等で構成されていれば、紫外光を裏面から照射することも可能であり、ホルダ１１３裏面と基板１１０の間にある紫外硬化接着剤が硬化しやすく、組み立て効率が向上するというメリットがある。
【００６８】
図４は、実施例１における光受信モジュールの組み立て時であって、基板１１０にミラー１１５とハーフビームスプリッタ１１９を搭載する際の工程を示している。ホルダ１１３は既に基板１１０に搭載固定されているものとする。
【００６９】
ミラー１１５を調整する際には、ピンホール１４５を設けたブロック１４４を２つ適正位置に配置する。ミラー１１５は、ＸＺ軸調整によって向きを調整するが、最も重要なのは、ミラー１１５のあおり角を調整することで、光軸のＸＺ平面に対する光路１４８の平行度を調整することである。なぜならば、光路１４８の、ＸＺ平面に対する平行度がずれていた場合、光路１４８を分岐するハーフビームスプリッタ１１９において補正することは困難が伴う。特に干渉光学系においては、一度分岐した光信号が再び合波される必要があるが、光路１４８のＸＺ平面に対する平行度が悪いと、合波される光信号ビームの重なりが悪化する。この光信号ビームの重なりは、干渉効率に比例する。したがって、ミラー１１５のあおり角は０．０１°程度の精度にて調整される必要があり、ピンホール１４５も基板１１０外にあるほうが良い。ミラー１１５は、調整後、紫外硬化接着剤等によって硬化される。
【００７０】
ハーフビームスプリッタ１１９を搭載固定する際には、ピンホール１４５，１４７をそれぞれ設けたブロック１４４，１４６を適正位置に配置し、モニタ１４２，１５０に入力される光強度が最大になるように、ハーフビームスプリッタ１１９の位置と向きを調整する。やはりハーフビームスプリッタの位置と向きを精度良く調整するためには、ピンホール１４５，１４７は遠くに配置されているほうが良く、ブロック１４４，１４６は基板１１０の外側に配置される。これと同様に、図２に示すハーフビームスプリッタ１１８，１１１、１２０、１３４やプリズム１１６、１２２等も調整される。
【００７１】
上述したように、一部の光部品を搭載する工程では、基板１１０外にピンホール１４５，１４７やモニタ１４２，１５０を設けて調整を行う必要がある。したがって、ミラー１１５，１３５、ハーフビームスプリッタ１１１，１１８〜１２０，１３４等の光学部品やホルダ１１３は、筐体１０３外にて調整固定されるほうが良く、基板１１０を用意し、その上に部品を搭載する工程は、図２で示した光受信モジュールを作成しやすいという利点がある。特にフェルール１１２とフェルール１３２の間を、可撓性を有した第２光ファイバ１３９を配置させているため、フェルール１３２に光信号入力用のフェルール等を接続しても、ホルダ１１３が基板１１０より外れてしまうなどの故障が少ないというメリットがある。このように、筐体１０３内に、第１光ファイバ１２４とは別個に、第２光ファイバ１３９を搭載させる構造は、その製造上の観点から鑑みても、利点が大きいことが分かる。
【００７２】
[実施例２]
図５は、本発明の実施例２の光受信モジュールの構成を示す平面図であり、ＤＰＳＫ光受信モジュールの構造の一例を示している。図６は、図５に示した光受信モジュールのＹＺ平面による断面図である。なお、便宜上、図６では、図５に示した光部品の一部しか図示せず、第２光ファイバ２０７も一部しか記載していない。
【００７３】
図５に示した光受信モジュールは、ＤＰＳＫ光受信モジュールであるため、干渉光学系が１対のみ内包されている。具体的には、ハーフビームスプリッタ２１３によって２分岐された光信号の一方が通るパスは、プリズム２１４を通るので、光路長の長いパスとなっている。２分岐された光信号はハーフビームスプリッタ２２８において合波・干渉される。プリズム２１４は台座２１５上に固着されている。この台座２１５はアクチュエータ２１６によって可動であり、２分岐された光信号の光路長を調整することが可能である。ハーフビームスプリッタ２２８上において、合波・干渉された光は、ミラー２２９によって光路の向きを変えられた後、レンズ２３０によってサブマウント２３２上に搭載されたフォトダイオード２３８上に集光される。
【００７４】
筐体２４１底面には、半田２３７を介してプレート２０５が搭載されている。ここで、プレート２０５と筐体２４１の固定に半田２３７を用いたが、接着剤等でも構わない。プレート２０５の材質は、金属、ガラス、セラミック等が使われるが、基板２０６と筐体２４１の材質の熱膨張係数に近いほうがよく、出来れば、２つの部材の熱膨張係数の中間もしくは、どちらかと同じ方が好ましい。またプレート２０５上は、アンプＩＣ２３３から発熱する熱の、放熱経路となっている。そのため、プレート２０５は、金属やアルミナやアルミナイトライドなどのセラミックである方が好ましい。
【００７５】
基板２０６と筺体２４１の間に、基板２０６及び筺体２４１のいずれよりも弾性係数の低い接着層２３６が介在する。詳しくは、プレート２０５上には、接着層２３６を介して基板２０６が搭載されている。一般的に、光受信モジュールが使われる環境温度は−５℃〜８５℃程度と幅広い。そのため、温度変化によって筐体２４１は熱変形が起きる。特に筐体２４１の底面には数ミクロン程度の凸凹が生じる。従って、接着層２３６がプレート２０５と基板２０６の弾性係数よりも小さく、厚さが数十ミクロン程度あれば、環境温度変化によって、基板２０６が大きく変形することはない。なお、フェルール２２７やハーフビームスプリッタ２１３、２２８、レンズ２３０等は接着層２３５によって接着固定されているが、基板２０６上の、他の光部品も接着層２３５によって接着固定される。これら接着層２３５も環境温度変化によって、熱変形を生じる。その場合、接着層２３５によって固着された光部品も所定の位置より、ずれてしまう。このような光部品のずれは、干渉効率の劣化となる。このような現象を防ぐために、これら接着層２３５の厚さは、１０ミクロン程度まで薄くされることが多い。
【００７６】
レンズ２２４は台座２２５を介して、基板２０６上に搭載されており、フェルール２２７も台座２２６を介して、基板２０６上に搭載されている。すなわち、光導波路の一例である第２光ファイバ２０７の端部（第１接続部）が、基板２０６に固定されている。したがって、環境温度の変化によって、第１光ファイバ２２０の光軸と第２光ファイバ２０７の光軸が適正位置からずれて、光結合損失を起こすとしても、レンズ２２２，レンズ２２４により、透光性基板２１８を通る光路がコリメータ光となっているため、光結合損失が仕様範囲外まで悪化してしまうことは少ない。
【００７７】
図６に示すように、プレート２０５上には、接着層２３９を介して、台座２４０が搭載されている。この接着層２３９の材質は、例えば半田等であっても構わない。台座２４０上には、接着層または半田（図示せず）を介してセラミック基板２０４が搭載されている。セラミック基板２０４上にアンプＩＣ２３３が搭載されているが、アンプＩＣ２３３は発熱体であるため、セラミック基板２０４に図示しないビアを設けて放熱性を高めてある。
【００７８】
サブマウント２３２の上側面にパターニングされた配線パターン２３１、アンプＩＣ２３３上のパッド、セラミック基板２０４上のパッド、セラミック基板２０１上の伝送線路パターン２０２は、それぞれワイヤ２０３によって接続されている。また、サブマウント２３２の主平面上にはフォトダイオード２３８が導通固定されているが、この導通固定には金、錫、半田等が使われることが多い。
【００７９】
筐体２４１の側壁にセラミック基板２０１が固定されており、筐体２４１内の光部品の気密封止を取るために、セラミック基板２０１は溶融金属等によって筐体２４１に固着されている。
【００８０】
筐体２４１内に搭載される部材が適正位置に搭載固定され、ワイヤボンディングなどの工程を経たのち、筐体２４１にはリッド２３４が取り付けられる。
【００８１】
[実施例３]
図７は、本発明の実施例３の光受信モジュールの構成を示す平面図であり、ＤＰＳＫ光受信モジュールの構造の一例を示している。図８は、図７に示した光受信モジュールの光部品の一部を図示したものである。
【００８２】
光導波路の一例である第２光ファイバ３０６は、外部との光学的接続のための光インターフェースに光学的に接続している第１接続部（フェルール３２８に保持された部分）も、基板３０７に固定されている。第２光ファイバ３０６の第１接続部及び第２接続部（フェルール３０９に保持された部分）は、いずれも、第２光ファイバ３０６の長さ方向に対して斜めになった端面を有している。端面を通る法線は、基板３０７の表面に平行である。
【００８３】
第２光ファイバ３０６の一方の端部及びこれを固定したフェルール３２８は、光入力端が斜め研磨されている。これは、第２光ファイバ３０６端で反射された光信号が、第１光ファイバ３２１内に戻って行くのを防ぐためである。第２光ファイバ３０６の他方の端部及びこれを固定したフェルール３０９も、光出射端が斜め研磨されている。これは、例えば、レンズ３１１にて反射された光信号が、第２光ファイバ３０６に戻って行くのを防ぐためである。これら第２光ファイバ３０６の端部は、第２光ファイバ３０６に対して垂直よりも、１度以上の斜め研磨が成されていれば、その役割を果たす。フェルール３０９とレンズ３１１は別の台座３０８、３１０に搭載されて、別個に基板３０７に搭載されているが、第２光ファイバ３０６から出力された光路３１３がコリメート光になるようにレンズ３１１の位置、形状は設計されている。
【００８４】
図８に示すように、第２光ファイバ３０６の端部及びこれを固定したフェルール３０９が斜め研磨され、研磨面の法線３３７が、おおよそＸＺ平面と平行になっている。これは、フェルール３０９に固定されているファイバ３０６が斜め研磨されているので、光ファイバ３０６より出射される光信号の光路３１３は、中心軸３３６よりもＸ軸方向にぶれる。光信号は、レンズ３１１によってコリメート光となるが、その際、中心軸３３６よりもＬ３だけＸ軸方向に平行移動したコリメート光となる。
【００８５】
しかし、このように基板３０７に対して平行に、規定位置よりずれた光路３１３は、ミラー３１２やハーフビームスプリッタ３１４の位置や向きを調整することで、補正することが可能である。
【００８６】
もし、研磨面の法線３３７がＹ成分を有していると、レンズ３１１を通って、コリメート光となった光路３１３は、基板３０７に対して、Ｙ軸方向の高さが変化してしまう。このように光路のＹ軸方向の高さが異なってしまうと、ミラー３１２やハーフビームスプリッタ３１４では補正が難しくなってしまう。
【００８７】
したがって、図７及び図８で示すように、第２光ファイバ３０６の端部及びこれを固定したフェルール３０９を斜め研磨した場合、研磨面の法線３３７は、おおよそＸＺ平面と平行になるようにフェルール３０９を搭載したほうが利点がある。
【００８８】
以上は、斜め研磨されたフェルール３２８においても同様である。
【００８９】
[実施例４]
図９は、本発明の実施例４の光受信モジュールの構成を示す平面図であり、ＤＰ−ＱＰＳＫ光受信モジュールの構造の一例を示している。
【００９０】
ここで、第１光ファイバ４３３は光信号入力用であり、第３ファイバ４３４は、リファレンス光入力用である。ＤＰ−ＱＰＳＫでは、リファレンス光と光信号を干渉させて、データを読み出す。
【００９１】
第１光ファイバ４３３と第２光ファイバ４１０を通過した光信号は、レンズ４２３によってコリメート光となる。このコリメート光はミラー４１７にて光路の向きを変えられた後、偏光ビームスプリッタ４１６に入力される。
【００９２】
一方、リファレンス光は、第３ファイバ４３４を通ったのち、フェルール４２０に保持された第４光ファイバ４２１を通り、レンズ４２２においてコリメートされ、ミラー４１７により光路の向きが変えられた後、偏光ビームスプリッタ４１６に入力される。
【００９３】
本実施例では、偏光ビームスプリッタ４１６の同一面から、信号光とリファレンス光を入力する必要がある。一般的に偏光ビームスプリッタ４１６のサイズは、コストの観点から数ミリ角と小さく、第１光ファイバ４３３と第３ファイバ４３４の光軸上に同時に偏光ビームスプリッタ４１６を配置することは出来ない。
【００９４】
したがって、信号光とリファレンス光を、偏光ビームスプリッタ４１６の同一面から入力するために、第２光ファイバ４１０及び第４光ファイバ４２１は、それぞれ、端がフェルール４１３，４２５によって固定されるものの、中間は可撓性に富んだファイバ線であるため、自由な位置に、フェルール４２５、フェルール４３６、レンズ４２２，４２３とミラー４１７を固定することができる。第２光ファイバ４１０及び第４光ファイバ４２１は、おおよそ１２５μｍ径から１ｍｍ径のものが使われ、一部、有機物によって被服されていることがある。
【００９５】
偏光ビームスプリッタ４１６を通過する光と反射する光は、それぞれ、横偏光と縦変更に分けられる。それらの信号光とリファレンス光はハーフビームスプリッタ４１１，４２６によって分岐された後、ハーフビームスプリッタ４２９上において干渉される。干渉された光は、ミラー４３０、レンズ４３１を通り、フォトダイオード４０８にて光電気変換される。
【００９６】
[実施例５]
図１０は、本発明の実施例５の光受信モジュールの一部の構成を示す平面図である。この光送受信モジュールは、位相変調光受信モジュールである。図１０には、第１光ファイバ５０１及び第２光ファイバ５０８並びにハーフビームスプリッタ５１５までの光部品配置が示されている。図面を簡素化するために、筐体、基板、ホルダ等の部品は省略してある。
【００９７】
第１光ファイバ５０１とレンズ５０３は、筐体（図示せず）の外側に取り付けられており、レンズ５０３はコリメートレンズである。光路５０５はミラー５０４によって曲げられており、レンズ５０６で集光され、第２光ファイバ５０８に光信号は入力される。このように、第１光ファイバ５０１と第２光ファイバ５０８の間に光路を変換する光部品（ミラー５０４）を配置しても良い。第２光ファイバ５０８より出力された光路５１４はミラー５１３によって光路の向きを変えられた後、ハーフビームスプリッタ５１５にて分岐される。分岐後の光路および光部品は図示していない。
【００９８】
このように、第１光ファイバ５０１の取り付け位置によらず、第２光ファイバ５０８を配置することで、筐体内の光部品を自由に配置することが可能であり、空間を引き回す光路の長さを短くすることが出来るため、温度変化などによって光軸ずれが生じにくく、干渉効率が高い。
【００９９】
[実施例６]
図１１は、本発明の実施例６の光受信モジュールの一部の構成を示す平面図である。この光送受信モジュールは、位相変調光受信モジュールである。図１１には、第１光ファイバ６０１及び第２光ファイバ６０８並びにハーフビームスプリッタ６１５までの光部品配置が示されている。図面を簡素化するために、筐体、基板、ホルダ等の部品は省略してある。
【０１００】
第１光ファイバ６０１より出力された光軸６０５は、レンズ６０３によって集光され、光信号は第２光ファイバ６０８に入力される。ここで、レンズ６０３の搭載位置は、筐体の内部でも外部でも良い。第２光ファイバ６０８は一周しており、フェルール６０９とともに斜め研磨された先端より光信号は出力され、レンズ６１２によってコリメート光とされる。第２光ファイバ６０８は、中央部が可撓性に富んだファイバが延在しているため、第１光ファイバ６０１の出力端と、第２光ファイバ６０８の出力端のＹ軸方向高さを変換することが可能である。
【０１０１】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。また上記実施形態で説明した構成は、実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成で置き換えることができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１０ 光インターフェース、１２ 筺体、１４ 電気インターフェース、１６ 光学系、１８ 電気光学素子、２０ 光導波路、２２ 外部光ファイバ、２４ レンズ、２６ 基板、２８ 第１出入口、３０ 第１接続部、３２ 第２出入口、３４ 第２接続部、３６ 第１光軸、３８ 第２光軸、４０ レンズ、１０１ セラミック基板、１０２ 伝送線路パターン、１０３ 筐体、１０４ ワイヤ、１０５ セラミック基板、１０６ ワイヤ、１０７ ワイヤ、１０８ サブマウント、１０９ フォトダイオード、１１０ 基板、１１１ ハーフビームスプリッタ、１１２ フェルール、１１３ ホルダ、１１４ レンズ、１１５ ミラー、１１６ プリズム、１１７ 位相調整素子、１１８ ハーフビームスプリッタ、１１９ ハーフビームスプリッタ、１２０ ハーフビームスプリッタ、１２１ 位相調整素子、１２２ プリズム、１２３ ホルダ、１２４ 第１光ファイバ、１２５ フェルール、１２６ レンズ、１２７ パイプ、１２８ 透光性基板、１２９ 光路、１３０ 台座、１３１ レンズ、１３２ フェルール、１３３ 台座、１３５ ミラー、１３６ レンズ、１３８ 配線パターン、１３９ 第２光ファイバ、１４０ ブロック、１４１ ピンホール、１４２ モニタ、１４３ 光路、１４４ ブロック、１４５ ピンホール、１４６ ブロック、１４７ ピンホール、１４８ 光路、１５０ モニタ、２０１ セラミック基板、２０２ 伝送線路パターン、２０３ ワイヤ、２０４ セラミック基板、２０５ プレート、２０６ 基板、２０７ 第２光ファイバ、２１３ ハーフビームスプリッタ、２１４ プリズム、２１５ 台座、２１６ アクチュエータ、２１８ 透光性基板、２２０ 第１光ファイバ、２２２ レンズ、２２４ レンズ、２２５ 台座、２２６ 台座、２２７ フェルール、２２８ ハーフビームスプリッタ、２２９ ミラー、２３０ レンズ、２３１ 配線パターン、２３２ サブマウント、２３３ アンプＩＣ、２３４ リッド、２３５ 接着層、２３６ 接着層、２３７ 半田、２３８ フォトダイオード、２３９ の接着層、２４０ 台座、２４１ 筐体、３０６ 第２光ファイバ、３０７ 基板、３０８ 台座、３０９ フェルール、３１０ 台座、３１１ レンズ、３１２ ミラー、３１３ 光路、３１４ ハーフビームスプリッタ、３２１ 第１光ファイバ、３２８ フェルール、３３６ 中心軸、３３７ 法線、４０８ フォトダイオード、４１０ 第２光ファイバ、４１１ ハーフビームスプリッタ、４１３ フェルール、４１６ 偏光ビームスプリッタ、４１７ ミラー、４２０ フェルール、４２１ 第４光ファイバ、４２２ レンズ、４２３ レンズ、４２５ フェルール、４２６ ハーフビームスプリッタ、４２９ ハーフビームスプリッタ、４３０ ミラー、４３１ レンズ、４３３ 第１光ファイバ、４３４ 第３ファイバ、４３６ フェルール、５０１ 第１光ファイバ、５０３ レンズ、５０４ ミラー、５０５ 光路、５０６ レンズ、５０８ 第２光ファイバ、５１３ ミラー、５１４ 光路、５１５ ハーフビームスプリッタ、６０１ 第１光ファイバ、６０３ レンズ、６０５ 光軸、６０８ 第２光ファイバ、６０９ フェルール、６１２ レンズ、６１５ ハーフビームスプリッタ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光モジュール、特にＤＱＰＳＫ、ＤＰＳＫ、ＱＰＳＫ、ＤＰ-ＱＰＳＫ等の光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信網は、光信号を伝播するための媒体として光ファイバと、光信号を送受信するための光トランシーバによって構成されている。光トランシーバは、その筐体内に、電気信号を光信号に、光信号を電気信号に変換するための光モジュールと、制御のための電子素子や電気コネクタ等が搭載されたプリント基板とを内包している。
【０００３】
一般的な光モジュールは、レーザ（発光素子）、フォトダイオード（受光素子）といった光電気変換を行う光素子をパッケージ内部に搭載し、パッケージは、金属やセラミック等によって構成されることが多い。パッケージの形状は、ＢＯＸ型の形状が頻繁に使用されるが、これは、搭載プロセスが簡易であるという利点を有する。ＢＯＸ型パッケージの蓋を取り付けない状態であれば、内部に基板、ＩＣ、レンズなどの光部品、受発光素子等を平面的に並べることが可能であり、内部の部品搭載後、蓋をすることでパッケージを構成できる。
【０００４】
これまで、一般的な光モジュールでは、変調電気信号を、発光素子において、光強度変調信号とすることで光信号を伝播し、さらに、その光強度変化を受光素子が電気強度変化に光電気変換することですることで、信号の伝送をしてきた。
【０００５】
しかし、近年では、光モジュールの伝送容量の高速化に伴って、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）と呼ばれる光の位相を変調した信号を伝播する方式が現れてきた。これは、ＤＱＰＳＫ（Differential Quadrature Phase Shift Keying），ＤＰＳＫ（Differential Phase Shift Keying），ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying），ＤＰ−ＱＰＳＫ（Dual Polarization Quadrature Phase Shift Keying），ＰＭ−ＱＰＳＫ（Polarization Multiplexed Quadrature Phase Shift Keying）等で知られ、近年、それぞれの方式に対応した光送信モジュール、光受信モジュール、トランシーバなどが学会等で報告されている。このような位相変調方式の光モジュールでは、複数の光素子を光モジュール筐体内に収め、光信号を合波・分波する光学部品を搭載する必要がある。特に、光受信モジュールでは、干渉光学系をモジュール筐体内で構成し、位相変調した光信号を干渉させ、光強度信号へ変換し、受光素子によって、光信号から電気信号へ変換する必要がある。
【０００６】
ところで、同時に、近年、光トランシーバに対する小型・低背化が必要になってきており、光送信モジュール、光受信モジュールの小型・低背化が検討されている。その方法として、近年の光モジュールでは、光素子、光信号を合波・分波するための光学部品をすべて一つの筺体内に搭載している。
【０００７】
このような光モジュールの一例として、特許文献１が開示されている。特許文献１の光モジュールは強度変調方式の光モジュールである。従来の光モジュールでは、筐体に、発光素子（レーザダイオード）と受光素子（フォトダイオード）が複数取り付けられている。筐体内部に、全反射用波長フィルタや波長分離用フィルタを空間的に配置させ、光信号を反射・透過させることで、光信号の合波・分波を行っている。従来例では、一本の光ファイバにて、１つの送信光信号と、２つの受信光信号を伝送できるとしている。
【０００８】
また従来例によると、発光素子から出た光信号をレンズによって集光し、ファイバを内蔵するキャピラリに光信号を伝播し、キャピラリから出てきた光信号をコリメータレンズによってコリメート光として、筐体内の空間を伝播させている。ここで、ファイバを内蔵したキャピラリを搭載することによって、発光素子の光が光軸に対してチルトしていても、キャピラリに内蔵されたファイバによって光軸が修正することが出来る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−３０９３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来例では発光素子（レーザダイオード）からファイバコリメータまで、一直線上に配置する必要がある。すなわち、発光素子、集光レンズ、キャピラリ、コリメータレンズ、フィルタ、ファイバコリメータの光軸は一直線上に位置させる必要がある。しかしながら、上記の部品は、それぞれ形状と大きさが異なり、特に、ファイバコリメータは筺体の壁に、コリメータレンズやキャピラリは筺体底面に搭載されるため、すべての部品の光軸を一直線上にあわせようとした従来の光送信モジュールでは、筺体の厚さが薄くならないという欠点があった。
【００１１】
同様に、従来例では発光素子（レーザダイオード）から反射機能を有する部材（全反射用波長フィルタ）まで、一直線上に配置される必要がある。すなわち、発光素子、集光レンズ、キャピラリ、コリメータ、全反射用波長フィルタは一直線上に位置させる必要がある。一方で、ファイバコリメータや波長分離フィルタの場所と向きは、決められているため、設計の自由度はほとんど無い。さらに、ファイバコリメータの取り付け位置は光トランシーバによって規定されてしまうため、従来例の空間光学系を実際に組むと大型化してしまうという欠点があった。空間光学系の大きさは、筐体の大きさと比例してしまう。そのため、従来の光モジュールでは、筐体が大きいという欠点があった。
【００１２】
本発明は、高精度な部材位置合わせを妨げることなく、環境温度変化等による干渉効率の低下がなく、小型化を達成することができる光モジュール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】
【００１３】
（１）本発明に係る光モジュールは、空間に光路を有する光学系と、前記光学系の入口及び出口の一方である第１出入口に光学的に接続された電気光学素子と、柔軟性を有する光導波路と、外部との光学的な接続を図るための光インターフェースを備え、前記光学系、前記電気光学素子及び前記光導波路を収納する筺体と、を有し、前記光導波路は、前記筺体内で前記光インターフェースに光学的に接続される第１接続部と、前記光学系の前記入口及び前記出口の他方である第２出入口に光学的に接続される第２接続部と、を有し、前記筺体内で屈曲して配置され、前記光インターフェースと前記第１接続部の間を通る第１光軸と、前記第２出入口と前記第２接続部の間を通る第２光軸とは、ずれていることを特徴とする。本発明によれば、光導波路が柔軟性を有しているので、これを自由に屈曲させて、光学系の配置に対応させることができる。したがって、光学系の設計の自由度が増すので、高精度な部材位置合わせを妨げることなく、環境温度変化等による干渉効率の低下がなく、小型化を達成することができる。
【００１４】
（２）（１）に記載された光モジュールにおいて、前記光学系の前記光路は、光の複数の進行方向を有することを特徴としてもよい。
【００１５】
（３）（１）又は（２）に記載された光モジュールにおいて、前記光学系は、光を分岐する光学部品、光を合波する光学部品、光を反射する光学部品及び光を屈折する光学部品の少なくとも１つを含むことを特徴としてもよい。
【００１６】
（４）（１）から（３）のいずれか１項に記載された光モジュールにおいて、前記筺体外で前記光インターフェースに光学的に接続される外部光ファイバをさらに有していることを特徴としていてもよい。
【００１７】
（５）（４）に記載された光モジュールにおいて、前記光導波路は、前記外部光ファイバよりもコアとクラッドの屈折率差が大きい光ファイバであって、前記外部光ファイバに許容された曲げ半径よりも小さな曲げ半径で曲げられていることを特徴としてもよい。
【００１８】
（６）（４）または（５）に記載された光モジュールにおいて、前記筺体と前記外部光ファイバとの間に配置されたレンズをさらに有することを特徴としてもよい。
【００１９】
（７）（１）から（６）のいずれか１項に記載された光モジュールにおいて、筐体内部であって、前記第１光軸及び前記第２光軸の少なくとも一方上にレンズをさらに有することを特徴としてもよい。
【００２０】
（８）（６）又は（７）に記載された光モジュールにおいて、前記レンズは、コリメートレンズであることを特徴としてもよい。
【００２１】
（９）（１）から（８）のいずれか１項に記載された光モジュールにおいて、前記筺体の内側に固定された基板をさらに有し、前記基板に前記光学系が搭載されていることを特徴としてもよい。
【００２２】
（１０）（９）に記載された光モジュールにおいて、前記光導波路の第２接続部は、前記基板に固定されていることを特徴としてもよい。
【００２３】
（１１）（１０）に記載された光モジュールにおいて、前記光導波路の第１接続部は、前記基板との固定を避けて配置されていることを特徴としてもよい。
【００２４】
（１２）（１０）に記載された光モジュールにおいて、前記光導波路の第１接続部も、前記基板に固定されていることを特徴としてもよい。
【００２５】
（１３）（１１）又は（１２）に記載された光モジュールにおいて、前記光導波路の前記第１接続部及び前記第２接続部の少なくとも一方は、前記光導波路の長さ方向に対して斜めになった端面を有していることを特徴としてもよい。
【００２６】
（１４）（１３）に記載された光モジュールにおいて、前記端面を通る法線は、前記基板の表面に平行であることを特徴としてもよい。
【００２７】
（１５）（９）から（１４）のいずれか１項に記載された光モジュールにおいて、前記基板と前記筺体の間に、前記基板及び前記筺体のいずれよりも弾性係数の低い接着層が介在することを特徴としてもよい。
【００２８】
（１６）（１）から（１５）のいずれか１項に記載された光モジュールにおいて、前記筺体は、外部との電気的な接続を図るための電気インターフェースを有し、前記光インターフェースと前記電気インターフェースは、相互に、前記筺体の反対側に配置されていることを特徴としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態に係る光モジュールの構成を示す平面図である。
【図２】本発明の実施例１の光モジュールの構成を示す平面図である。
【図３】本発明の実施例１の光受信モジュールの組み立てる際の一工程を示す平面図である。
【図４】本発明の実施例１の光受信モジュールの組み立てる際の一工程を示す平面図である。
【図５】本発明の実施例２の光モジュールの構成を示す平面図である。
【図６】本発明の実施例２の光モジュールの構成を示す断面図である。
【図７】本発明の実施例３の光モジュールの構成を示す平面図である。
【図８】本発明の実施例３の光モジュールの一部の光部品を示す平面図である。
【図９】本発明の実施例４の光モジュールの構成を示す平面図である。
【図１０】本発明の実施例５の光モジュールの一部構成を示す平面図である。
【図１１】本発明の実施例６の光モジュールの一部構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００３１】
図１は、本発明の実施形態に係る光モジュールを示す図である。光モジュールの筺体１２は、外部との光学的な接続を図るための光インターフェース１０を備えている。筺体１２外で外部光ファイバ２２が光インターフェース１０に光学的に接続されている。筺体１２と外部光ファイバ２２との間にレンズ２４が配置されている。レンズ２４は、コリメートレンズである。
【００３２】
筺体１２は、外部との電気的な接続を図るための電気インターフェース１４も備えている。光モジュールは、電気光学素子１８（例えば受光素子又は発光素子）を有する。電気光学素子１８は、電気インターフェース１４に電気的に接続されている。
【００３３】
筺体１２には、光学系１６、電気光学素子１８及び光導波路２０が収納される。筺体１２の内側に基板２６が固定されている。光学系１６は、空間に光路を有し、基板２６に搭載されている。光学系１６の光路は、光の複数の進行方向を有する。光学系１６は、光を分岐する光学部品、光を合波する光学部品、光を反射する光学部品及び光を屈折する光学部品の少なくとも１つを含む。
【００３４】
光学系１６は、光信号の入り口及び出口の一方である第１出入口２８と、他方である第２出入り口３２を有する。電気光学素子１８は、第１出入口２８に光学的に接続されている。
【００３５】
光モジュールは、柔軟性を有する光導波路２０を有する。光導波路２０の第１接続部３０は、筺体１２内で光インターフェース１０に光学的に接続されている。光導波路２０の第２接続部３４は、光学系１６の第２出入口３２に光学的に接続されている。
【００３６】
光導波路２０の第２接続部３４は、基板２６に固定されている。光導波路２０の第２接続部３４は、光導波路２０の長さ方向に対して斜めになった端面を有している。端面を通る法線は、基板２６の表面に平行である。光導波路２０は、外部光ファイバ２２よりもコアとクラッドの屈折率差が大きい光ファイバである。光導波路２０は、筺体１２内で屈曲して配置されている。光導波路２０は、外部光ファイバ２２に許容された曲げ半径よりも小さな曲げ半径で曲げられている。
【００３７】
光インターフェース１０と第１接続部３０の間を通る第１光軸３６と、第２出入口３２と第２接続部３４の間を通る第２光軸３８とは、ずれている。第１光軸３６及び第２光軸３８の少なくとも一方上にレンズ４０が配置されている。レンズ４０は、コリメートレンズである。
【００３８】
光インターフェース１０と電気インターフェース１４は、相互に、筺体１２の反対側に配置されている。したがって、光学系１６の第１出入り口２８と第２出入り口３２を一直線上に配置しようとすると、光学部品の配置に制約を受ける。そこで、本実施形態では、柔軟性を有する光導波路２０を使用し、これを屈曲させてある。そのため、光学系１６の配置に光導波路２０の形状を対応させることができるので、光学系１６の第１出入り口２８と第２出入り口３２を一直線上に配置する必要がない。したがって、光学系１６の設計の自由度が増すので、高精度な部材位置合わせを妨げることなく、環境温度変化等による干渉効率の低下がなく、小型化を達成することができる。
【実施例】
【００３９】
以下、本発明の実施形態を具体的し示した実施例を説明する。
【００４０】
［実施例１］
図２は、本発明の実施例１の光受信モジュールの構成を示す平面図であり、具体的には４０Ｇｂｐｓ程度の伝送容量を有するＤＱＰＳＫ光受信モジュールが示されている。また、便宜的に座標軸を記載し、光受信モジュールに対する光信号の入出力方向をＺ軸とした。
【００４１】
パッケージの筐体１０３は金属またはセラミックで構成されている。一般的には、筐体１０３を金属にて構成するほうが安価である。筐体１０３は形状が箱型になっており、リッド（図示せず）を搭載し、溶融金属などの無機材質によってリッドを固着することで、筐体１０３内部の部材の気密封止が保たれる。したがってリッド（図示せず）の搭載は、筐体１０３内に部材をすべて搭載固定した後になる。
【００４２】
筐体１０３には光信号入力用として、第１光ファイバ１２４が備え付けられるようになっている。第１光ファイバ１２４の端はフェルール１２５によって固定され、フェルール１２５はホルダ１２３に固定されている。
【００４３】
ホルダ１２３にはレンズ１２６が固定されており、第１光ファイバ１２４端より出射された光信号はレンズ１２６によって集光またはコリメート光を成すように調整されている。一般的にはワーキングディスタンスが１０ｍｍ以上のコリメート光が好ましい。ホルダ１２３は、筐体１０３に備え付けられたパイプ１２７と溶融金属等によって固着される。筐体１０３には、透光性基板１２８が備え付けられており、光信号はこの透光性基板１２８を通過する。一般的には、パイプ１２７、透光性基板１２８や筐体１０３は、おのおのが溶融ガラスや溶融金属といった無機材質からなり、相互に隙間無く固定されており、筐体１０３内の部材の気密封止が保たれている。ホルダ１２３を筐体１０３に対して固着することは、筐体１０３内に部材を搭載する前でも良い。しかし、一般的には、筐体１０３にリッドを固着した後、ホルダ１２３を、アクティブアラインメント法（第１光ファイバ１２４に光信号を入力し、光強度に応じた電気信号を観測しながら、ホルダ１２３の位置決めをする方法）によって位置合わせをした後に溶融金属によって固定する。なお、フェルール１２５はジルコニアなどのセラミックや、金属などによって構成されている。また、フェルール１２５及び第１光ファイバ１２４の端面は斜め研磨されており、光信号が反射され、もとの光路を通って戻ることを防いでいる。
【００４４】
図２で、光信号の光路１２９は破線にて示してある。透光性基板１２８を通った光信号は台座１３０上に載ったレンズ１３１によって集光され、フェルール１３２によって固定されている第２光ファイバ１３９内に入力される。
【００４５】
第２光ファイバ１３９のもう一端にはフェルール１１２が設けられ、ホルダ１１３にフェルール１１２とレンズ１１４が固着され、光路１２９を通る光がコリメータ光を成している。
【００４６】
光路１２９はミラー１１５によって曲げられ、ハーフビームスプリッタ１１９によって分岐される。ハーフビームスプリッタ１１９を境にＸ軸正方向とＸ軸負方向にある光部品は、ほぼ対象Ｚ軸に対して線対象に構成されており、機能もほぼ同様である。そこで、ハーフビームスプリッタ１１９よりもＸ軸負方向にある光部品を使って説明をする。光路１２９はハーフビームスプリッタ１１８によって２分岐される。２分岐された光路１２９のうち一方は、プリズム１１６によって折り返されてから、ハーフビームスプリッタ１１１に導入されるが、もう一方の光路１２９は、直接ハーフビームスプリッタ１１１に導入される。この２つの光路１２９の長さの差は、４０Ｇｂｐｓのスループットを持つＤＱＰＳＫ受信器においては、１５ｍｍ程度である。すなわちプリズム１１６を通る光信号の光路１２９の長さが１５ｍｍ長くなっており、１ビット分遅延させられている。位相調整素子１１７は、光路１２９が通る面が研磨されたシリコン基板等が使われる。位相調整素子１１７は、波長の変化や、温度変化などが起きても常に位相補正する機能が付けられている。具体的には、位相調整素子１１７のシリコン基板にヒータが取り付けられ、温度によってシリコンの屈折率が調整されている。
【００４７】
ハーフビームスプリッタ１１８で分岐された光路１２９は、ハーフビームスプリッタ１１１において合波・分岐され、２つのビームは互いに干渉する。干渉された光信号は、その後、レンズ１３６によって、サブマウント１０８上に搭載されたフォトダイオード１０９上に集光され、光信号から電気信号へと変換される。サブマウント１０８はＸＹ平面内に主平面を持ち、その主平面上にフォトダイオード１０９が搭載されている。サブマウント１０８の側面には配線パターン１３８が形成されており、フォトダイオード１０９用バイアスパターンと信号パターンが形成される。サブマウント１０８には２つのフォトダイオード１０９が搭載されているため、それぞれ２本のバイアスパターンと信号パターンが、合計４本形成されている。配線パターン１３８とアンプＩＣ１０６上のパッドは、ワイヤ１０７によって導通接続されている。つまり、一つのアンプＩＣ１０６には、２つのフォトダイオード１０９からの電気信号が入力されているが、これは２つのフォトダイオード１０９より出力される電気信号の大きさの差分が、アンプＩＣ１０６によって増幅され、出力されるためである。なお、サブマウント１０８はアルミナ、アルミナイトライド等のセラミック基板によって構成されていることが多い。
【００４８】
アンプＩＣ（Integrated Circuit）１０６には、入力された信号を一定振幅まで増幅するＡＧＣ（Automatic Gain Control）機能が備えられていることが多い。アンプＩＣ１０６上のパッドは、セラミック基板１０５上の伝送線路パターン（記載せず）とワイヤ１０７によって接続されている。さらにセラミック基板１０５上の伝送線路パターンとセラミック基板１０１上の伝送線路パターン１０２はワイヤ１０４によって接続されている。ここでセラミック基板１０１は、筐体１０３に取り付けられており、筐体１０３内の気密封止を保ちながら、電気信号、電源、バイアス、調整用電気信号などを伝送する役割を担っている。
【００４９】
図２に示した光受信モジュールでは、筐体１０３内に第２光ファイバ１３９が搭載されている。また、光受信モジュールには、複数のミラー１１５，１３５、ハーフビームスプリッタ１１１，１１８〜１２０、プリズム１１６，１２２、レンズ１３６などが搭載され、光路１２９も分岐・合波されるため、第１光ファイバ１２４を保持したホルダ１２３と、ミラー１１５を同一直線上（ここではＺ軸上）に配置することは困難であり、光モジュールの小型化の観点から好ましくない。
【００５０】
本実施例に係る光受信モジュールでは、第１光ファイバ１２４から出力された光信号をレンズ１２６とレンズ１３１を用い、フェルール１３２に固定された第２光ファイバ１３９に導入している。そして第２光ファイバ１３９を、所定の位置まで筐体１０３内で引き回し、レンズ１１４を用いて、コリメート光にした後、ミラー１１５やハーフビームスプリッタ１１９などによって構成される干渉光学系に入力している。すなわち、第２光ファイバ１３９を、光受信モジュール内の干渉光学系の直前まで引き回すことが可能であるため、筐体１０３を小型に構成することができる。
【００５１】
また、第２光ファイバ１３９の長さを調整することで、フェルール１３２に固定された第２光ファイバ１３９端と、フェルール１２５に固定された第１光ファイバ１２４端の距離を自在に近接することが可能となる。実際の光モジュールでは、ホルダ１２３が精度良く取り付けられていても、環境温度の変化により筐体１０３がひずむ。しかしながら、第１光ファイバ１２４端と第２光ファイバ１３９端は任意に近接することが可能であるため、光結合は環境温度の変化に影響されにくい。
【００５２】
一方、フェルール１１２によって固定された第２光ファイバ１３９端は、ミラー１１５に近接することが可能となる。ホルダ１１３は接着剤等によって光学系搭載用の基板１１０に接着されることが多いが、接着剤は環境温度によって収縮などの変形を起こす。このような場合、第２光ファイバ１３９端とハーフビームスプリッタ１１９などによって構成される干渉系までの距離に比例して、干渉効率が悪化する。しかしながら、第２光ファイバ１３９端がミラー１１５に近接することが可能となるため、干渉効率の低下を防ぐことができる。
【００５３】
一般的に、光受信モジュールの筐体１０３の外部に取り付けられている第１光ファイバ１２４の仕様は、光受信モジュールが内包される光トランシーバや、光トランシーバを内包する光伝送装置の仕様によって規定される。例えば、一般的に伝送装置等で使用されている光ファイバは、コストの観点より、許容曲げ半径が３０ｍｍ以上のものが使用されている。しかしながら、第２光ファイバ１３９は第１光ファイバ１２４と別体であるため、それぞれ別種にすることが可能である。具体的には、第２光ファイバ１３９のコア材とクラッド材の屈折率差を、第１光ファイバ１２４のそれより、大きくすることが可能である。屈折率差を大きくすることによって光ファイバの曲げ半径を小さくすることが可能となり、光モジュールの筐体１０３の幅や長さを小さくすることが可能となる。例えば、現在、光ファイバベンダより、許容曲げ半径５ｍｍの光ファイバが発売されている。
【００５４】
すなわち、本実施例には、光受信モジュールの筐体１０３内に第２光ファイバ１３９を内包することにより、光受信モジュール筐体１０３の小型化を図ることができるという利点がある。
【００５５】
図２では、基板１１０上に、ミラー１１５，１３５、プリズム１１６，１２２、ハーフビームスプリッタ１１１，１１８〜１２０等の光学部材が搭載されている。これら光学部材はガラスで構成されているため、基板１１０は、ガラスに熱膨張係数の近い材質が使われる。具体的には、ガラスやセラミックのほか、コバールや４２−ＡＬＬＯＹなどの金属が使われる。
【００５６】
ガラスやセラミック等は、上面に薄膜パターンなどを形成することが出来るため、光学部材を所定の位置に搭載するための位置合わせマークなどをマーキングすることが可能である。
【００５７】
また、ミラー１１５，１３５、プリズム１１６，１２２、ハーフビームスプリッタ１１１，１１８〜１２０等を、基板１１０に搭載固定する際には、接着剤等が使われるが、特に紫外硬化型接着剤は、加温せずに硬化させることが可能となるため、しばしば使われる。そして、その場合、基板１１０も透光性のあるガラスにしておくと、光学部材を基板１１０上に固定する際に、紫外光がガラス基板を介して、光学部材裏面にも一部照射され、紫外硬化型接着剤の硬化時間が早くなるという利点がある。
【００５８】
基板１１０は、筐体１０３の底面に接着剤を用いて固着されている。ここで、接着剤硬化後、接着層の弾性係数は、基板１１０と筐体１０３の材質よりも小さい。この構造の利点について説明する。
【００５９】
筐体１０３は、内部に光学部品を搭載した後、リッド（図示せず）が溶接によって取り付けられる。したがって、リッド接着工程では、パッケージ全体が高温になり、熱膨張によって変形する。そのため、リッドを接着後、室温中では、筐体１０３とリッドによって箱型となったパッケージに残留応力が残る。この残留応力により、環境温度が変化すると、筐体１０３にはひずみが生じる。さらに、筐体１０３には、熱膨張係数の違うセラミック基板１０１や透光性基板１２８が取り付けられているため、環境温度の変化によって筐体１０３には更なる変形が生じやすい。特に筺体１０３の底面が場所によって、Ｙ軸方向に凹凸状に変化すると、搭載されている基板１１０もＹ軸方向に凹凸の変形を受けやすくなる。
【００６０】
本実施例では、筐体１０３と基板１１０の間に図示しない接着層がある。接着層の弾性係数は筐体１０３や基板１１０の弾性係数よりも小さい。したがって、筐体１０３に変形が生じたとしても接着層が変形することで、基板１１０に及ぼす変形は小さくなるという利点を有する。
【００６１】
そして、基板１１０上には、ミラー１１５，１３５、プリズム１１６，１２２、ハーフビームスプリッタ１１１，１１８〜１２０，１３４といった光学部材のほか、第２光ファイバ１３９がフェルール１１２、ホルダ１１３を介して固定されている。この利点について説明する。
【００６２】
第２光ファイバ１３９の光信号出力側が、基板１１０に搭載されているため、出力された光信号の光軸は、同じ基板１１０に搭載されている光学系に対して、大幅にずれることはない。これにより、環境温度変化によっても、基板１１０上に搭載された干渉光学系の干渉効率が劣化しないという利点が得られる。
【００６３】
図２では、光導波路の一例である第２光ファイバ１３２の第１接続部（フェルール１３２が設けられた部分）は、基板１１０との固定を避けて配置されている。つまり、第２光ファイバ１３９がフェルール１３２と台座１３３を介して、筐体１０３の底面に搭載されている。台座１３３は基板１１０と比べ、小型であるため、環境温度の変化が生じると、台座１３３は筐体１０３の変形に追随する。そのため、筐体１０３外部に取り付けられた第１光ファイバ１２４との光結合が劣化しないという利点がある。
【００６４】
図３及び図４に、本発明の実施例１の光受信モジュールの組み立てる際の、一工程を示す平面図を示す。
【００６５】
図３は、第２光ファイバ１３９、フェルール１１２、レンズ１１４があらかじめ固定されたホルダ１１３を、基板１１０に搭載する際の調整プロセスを示している。調整用の光信号をフェルール１３２に固定された第２光ファイバ１３９に入力する。このとき、フェルール１３２の形状が、ＳＣ／ＦＣコネクタやＬＣコネクタ等で使われる２．５ｍｍφまたは１．２５ｍｍφであると、ＦＣ、ＳＣ，ＬＣコネクタ用のフェルールがついたパッチコードとアダプタを用意するだけで、調整用の光信号を外部から入れやすい。第２光ファイバ１３９及びフェルール１３２の先端は、ＰＣ研磨、ＳＰＣ研磨であるが、又は、ＡＰＣ研磨によって、垂直より（Ｘ軸方向より）角度が数度ついた斜め研磨としている。
【００６６】
ホルダ１１３を固定する際には、出力される光信号の光路１４３が、基板１１０の主平面とおおよそ平行（ＸＺ平面とおおよそ平行）、すなわちＹ軸方向への曲がりが小さい方が良い。そこで、２つの同形状のブロック１４０を用意し、２つのピンホール１４１に光信号が通るように調整する。ピンホール１４１を通過する光強度はモニタ１４２を用いて測定される。モニタ１４２へ入力される光強度が大きくなったときに、ホルダ１１３端から出力される光信号の光路１４３が、基板１１０の主平面とおおよそ平行であることが分かる。この際、Ｌ１の長さが短く、Ｌ２の長さを長く取ることで、より精度良く光路１４３のＹ軸方向調整が可能となる。
【００６７】
図２における光受信モジュールでは、一つの光学部品の大きさは数ミリ角程度が一般的である。したがって、第２光ファイバ１３９から出た光信号がフォトダイオード１０９（図２参照）に到達するまでに光路は数十ミリにも及ぶ。したがって、Ｌ２の長さも数十ミリ程度は必要である。すなわちブロック１４０は基板１１０よりも外側に配置されるほうが好ましい。光路１４３を調整後、ホルダ１１３は、基板１１０に搭載固定される。固定には、紫外硬化接着剤等を用いて、紫外光は基板１１０の上方から照射しても良いし、基板１１０が透光性のあるガラス、セラミック等で構成されていれば、紫外光を裏面から照射することも可能であり、ホルダ１１３裏面と基板１１０の間にある紫外硬化接着剤が硬化しやすく、組み立て効率が向上するというメリットがある。
【００６８】
図４は、実施例１における光受信モジュールの組み立て時であって、基板１１０にミラー１１５とハーフビームスプリッタ１１９を搭載する際の工程を示している。ホルダ１１３は既に基板１１０に搭載固定されているものとする。
【００６９】
ミラー１１５を調整する際には、ピンホール１４５を設けたブロック１４４を２つ適正位置に配置する。ミラー１１５は、ＸＺ軸調整によって向きを調整するが、最も重要なのは、ミラー１１５のあおり角を調整することで、光軸のＸＺ平面に対する光路１４８の平行度を調整することである。なぜならば、光路１４８の、ＸＺ平面に対する平行度がずれていた場合、光路１４８を分岐するハーフビームスプリッタ１１９において補正することは困難が伴う。特に干渉光学系においては、一度分岐した光信号が再び合波される必要があるが、光路１４８のＸＺ平面に対する平行度が悪いと、合波される光信号ビームの重なりが悪化する。この光信号ビームの重なりは、干渉効率に比例する。したがって、ミラー１１５のあおり角は０．０１°程度の精度にて調整される必要があり、ピンホール１４５も基板１１０外にあるほうが良い。ミラー１１５は、調整後、紫外硬化接着剤等によって硬化される。
【００７０】
ハーフビームスプリッタ１１９を搭載固定する際には、ピンホール１４５，１４７をそれぞれ設けたブロック１４４，１４６を適正位置に配置し、モニタ１４２，１５０に入力される光強度が最大になるように、ハーフビームスプリッタ１１９の位置と向きを調整する。やはりハーフビームスプリッタの位置と向きを精度良く調整するためには、ピンホール１４５，１４７は遠くに配置されているほうが良く、ブロック１４４，１４６は基板１１０の外側に配置される。これと同様に、図２に示すハーフビームスプリッタ１１８，１１１、１２０、１３４やプリズム１１６、１２２等も調整される。
【００７１】
上述したように、一部の光部品を搭載する工程では、基板１１０外にピンホール１４５，１４７やモニタ１４２，１５０を設けて調整を行う必要がある。したがって、ミラー１１５，１３５、ハーフビームスプリッタ１１１，１１８〜１２０，１３４等の光学部品やホルダ１１３は、筐体１０３外にて調整固定されるほうが良く、基板１１０を用意し、その上に部品を搭載する工程は、図２で示した光受信モジュールを作成しやすいという利点がある。特にフェルール１１２とフェルール１３２の間を、可撓性を有した第２光ファイバ１３９を配置させているため、フェルール１３２に光信号入力用のフェルール等を接続しても、ホルダ１１３が基板１１０より外れてしまうなどの故障が少ないというメリットがある。このように、筐体１０３内に、第１光ファイバ１２４とは別個に、第２光ファイバ１３９を搭載させる構造は、その製造上の観点から鑑みても、利点が大きいことが分かる。
【００７２】
[実施例２]
図５は、本発明の実施例２の光受信モジュールの構成を示す平面図であり、ＤＰＳＫ光受信モジュールの構造の一例を示している。図６は、図５に示した光受信モジュールのＹＺ平面による断面図である。なお、便宜上、図６では、図５に示した光部品の一部しか図示せず、第２光ファイバ２０７も一部しか記載していない。
【００７３】
図５に示した光受信モジュールは、ＤＰＳＫ光受信モジュールであるため、干渉光学系が１対のみ内包されている。具体的には、ハーフビームスプリッタ２１３によって２分岐された光信号の一方が通るパスは、プリズム２１４を通るので、光路長の長いパスとなっている。２分岐された光信号はハーフビームスプリッタ２２８において合波・干渉される。プリズム２１４は台座２１５上に固着されている。この台座２１５はアクチュエータ２１６によって可動であり、２分岐された光信号の光路長を調整することが可能である。ハーフビームスプリッタ２２８上において、合波・干渉された光は、ミラー２２９によって光路の向きを変えられた後、レンズ２３０によってサブマウント２３２上に搭載されたフォトダイオード２３８上に集光される。
【００７４】
筐体２４１底面には、半田２３７を介してプレート２０５が搭載されている。ここで、プレート２０５と筐体２４１の固定に半田２３７を用いたが、接着剤等でも構わない。プレート２０５の材質は、金属、ガラス、セラミック等が使われるが、基板２０６と筐体２４１の材質の熱膨張係数に近いほうがよく、出来れば、２つの部材の熱膨張係数の中間もしくは、どちらかと同じ方が好ましい。またプレート２０５上は、アンプＩＣ２３３から発熱する熱の、放熱経路となっている。そのため、プレート２０５は、金属やアルミナやアルミナイトライドなどのセラミックである方が好ましい。
【００７５】
基板２０６と筺体２４１の間に、基板２０６及び筺体２４１のいずれよりも弾性係数の低い接着層２３６が介在する。詳しくは、プレート２０５上には、接着層２３６を介して基板２０６が搭載されている。一般的に、光受信モジュールが使われる環境温度は−５℃〜８５℃程度と幅広い。そのため、温度変化によって筐体２４１は熱変形が起きる。特に筐体２４１の底面には数ミクロン程度の凸凹が生じる。従って、接着層２３６がプレート２０５と基板２０６の弾性係数よりも小さく、厚さが数十ミクロン程度あれば、環境温度変化によって、基板２０６が大きく変形することはない。なお、フェルール２２７やハーフビームスプリッタ２１３、２２８、レンズ２３０等は接着層２３５によって接着固定されているが、基板２０６上の、他の光部品も接着層２３５によって接着固定される。これら接着層２３５も環境温度変化によって、熱変形を生じる。その場合、接着層２３５によって固着された光部品も所定の位置より、ずれてしまう。このような光部品のずれは、干渉効率の劣化となる。このような現象を防ぐために、これら接着層２３５の厚さは、１０ミクロン程度まで薄くされることが多い。
【００７６】
レンズ２２４は台座２２５を介して、基板２０６上に搭載されており、フェルール２２７も台座２２６を介して、基板２０６上に搭載されている。すなわち、光導波路の一例である第２光ファイバ２０７の端部（第１接続部）が、基板２０６に固定されている。したがって、環境温度の変化によって、第１光ファイバ２２０の光軸と第２光ファイバ２０７の光軸が適正位置からずれて、光結合損失を起こすとしても、レンズ２２２，レンズ２２４により、透光性基板２１８を通る光路がコリメータ光となっているため、光結合損失が仕様範囲外まで悪化してしまうことは少ない。
【００７７】
図６に示すように、プレート２０５上には、接着層２３９を介して、台座２４０が搭載されている。この接着層２３９の材質は、例えば半田等であっても構わない。台座２４０上には、接着層または半田（図示せず）を介してセラミック基板２０４が搭載されている。セラミック基板２０４上にアンプＩＣ２３３が搭載されているが、アンプＩＣ２３３は発熱体であるため、セラミック基板２０４に図示しないビアを設けて放熱性を高めてある。
【００７８】
サブマウント２３２の上側面にパターニングされた配線パターン２３１、アンプＩＣ２３３上のパッド、セラミック基板２０４上のパッド、セラミック基板２０１上の伝送線路パターン２０２は、それぞれワイヤ２０３によって接続されている。また、サブマウント２３２の主平面上にはフォトダイオード２３８が導通固定されているが、この導通固定には金、錫、半田等が使われることが多い。
【００７９】
筐体２４１の側壁にセラミック基板２０１が固定されており、筐体２４１内の光部品の気密封止を取るために、セラミック基板２０１は溶融金属等によって筐体２４１に固着されている。
【００８０】
筐体２４１内に搭載される部材が適正位置に搭載固定され、ワイヤボンディングなどの工程を経たのち、筐体２４１にはリッド２３４が取り付けられる。
【００８１】
[実施例３]
図７は、本発明の実施例３の光受信モジュールの構成を示す平面図であり、ＤＰＳＫ光受信モジュールの構造の一例を示している。図８は、図７に示した光受信モジュールの光部品の一部を図示したものである。
【００８２】
光導波路の一例である第２光ファイバ３０６は、外部との光学的接続のための光インターフェースに光学的に接続している第１接続部（フェルール３２８に保持された部分）も、基板３０７に固定されている。第２光ファイバ３０６の第１接続部及び第２接続部（フェルール３０９に保持された部分）は、いずれも、第２光ファイバ３０６の長さ方向に対して斜めになった端面を有している。端面を通る法線は、基板３０７の表面に平行である。
【００８３】
第２光ファイバ３０６の一方の端部及びこれを固定したフェルール３２８は、光入力端が斜め研磨されている。これは、第２光ファイバ３０６端で反射された光信号が、第１光ファイバ３２１内に戻って行くのを防ぐためである。第２光ファイバ３０６の他方の端部及びこれを固定したフェルール３０９も、光出射端が斜め研磨されている。これは、例えば、レンズ３１１にて反射された光信号が、第２光ファイバ３０６に戻って行くのを防ぐためである。これら第２光ファイバ３０６の端部は、第２光ファイバ３０６に対して垂直よりも、１度以上の斜め研磨が成されていれば、その役割を果たす。フェルール３０９とレンズ３１１は別の台座３０８、３１０に搭載されて、別個に基板３０７に搭載されているが、第２光ファイバ３０６から出力された光路３１３がコリメート光になるようにレンズ３１１の位置、形状は設計されている。
【００８４】
図８に示すように、第２光ファイバ３０６の端部及びこれを固定したフェルール３０９が斜め研磨され、研磨面の法線３３７が、おおよそＸＺ平面と平行になっている。これは、フェルール３０９に固定されているファイバ３０６が斜め研磨されているので、光ファイバ３０６より出射される光信号の光路３１３は、中心軸３３６よりもＸ軸方向にぶれる。光信号は、レンズ３１１によってコリメート光となるが、その際、中心軸３３６よりもＬ３だけＸ軸方向に平行移動したコリメート光となる。
【００８５】
しかし、このように基板３０７に対して平行に、規定位置よりずれた光路３１３は、ミラー３１２やハーフビームスプリッタ３１４の位置や向きを調整することで、補正することが可能である。
【００８６】
もし、研磨面の法線３３７がＹ成分を有していると、レンズ３１１を通って、コリメート光となった光路３１３は、基板３０７に対して、Ｙ軸方向の高さが変化してしまう。このように光路のＹ軸方向の高さが異なってしまうと、ミラー３１２やハーフビームスプリッタ３１４では補正が難しくなってしまう。
【００８７】
したがって、図７及び図８で示すように、第２光ファイバ３０６の端部及びこれを固定したフェルール３０９を斜め研磨した場合、研磨面の法線３３７は、おおよそＸＺ平面と平行になるようにフェルール３０９を搭載したほうが利点がある。
【００８８】
以上は、斜め研磨されたフェルール３２８においても同様である。
【００８９】
[実施例４]
図９は、本発明の実施例４の光受信モジュールの構成を示す平面図であり、ＤＰ−ＱＰＳＫ光受信モジュールの構造の一例を示している。
【００９０】
ここで、第１光ファイバ４３３は光信号入力用であり、第３ファイバ４３４は、リファレンス光入力用である。ＤＰ−ＱＰＳＫでは、リファレンス光と光信号を干渉させて、データを読み出す。
【００９１】
第１光ファイバ４３３と第２光ファイバ４１０を通過した光信号は、レンズ４２３によってコリメート光となる。このコリメート光はミラー４１７にて光路の向きを変えられた後、偏光ビームスプリッタ４１６に入力される。
【００９２】
一方、リファレンス光は、第３ファイバ４３４を通ったのち、フェルール４２０に保持された第４光ファイバ４２１を通り、レンズ４２２においてコリメートされ、ミラー４１７により光路の向きが変えられた後、偏光ビームスプリッタ４１６に入力される。
【００９３】
本実施例では、偏光ビームスプリッタ４１６の同一面から、信号光とリファレンス光を入力する必要がある。一般的に偏光ビームスプリッタ４１６のサイズは、コストの観点から数ミリ角と小さく、第１光ファイバ４３３と第３ファイバ４３４の光軸上に同時に偏光ビームスプリッタ４１６を配置することは出来ない。
【００９４】
したがって、信号光とリファレンス光を、偏光ビームスプリッタ４１６の同一面から入力するために、第２光ファイバ４１０及び第４光ファイバ４２１は、それぞれ、端がフェルール４１３，４２５によって固定されるものの、中間は可撓性に富んだファイバ線であるため、自由な位置に、フェルール４２５、フェルール４３６、レンズ４２２，４２３とミラー４１７を固定することができる。第２光ファイバ４１０及び第４光ファイバ４２１は、おおよそ１２５μｍ径から１ｍｍ径のものが使われ、一部、有機物によって被服されていることがある。
【００９５】
偏光ビームスプリッタ４１６を通過する光と反射する光は、それぞれ、横偏光と縦変更に分けられる。それらの信号光とリファレンス光はハーフビームスプリッタ４１１，４２６によって分岐された後、ハーフビームスプリッタ４２９上において干渉される。干渉された光は、ミラー４３０、レンズ４３１を通り、フォトダイオード４０８にて光電気変換される。
【００９６】
[実施例５]
図１０は、本発明の実施例５の光受信モジュールの一部の構成を示す平面図である。この光送受信モジュールは、位相変調光受信モジュールである。図１０には、第１光ファイバ５０１及び第２光ファイバ５０８並びにハーフビームスプリッタ５１５までの光部品配置が示されている。図面を簡素化するために、筐体、基板、ホルダ等の部品は省略してある。
【００９７】
第１光ファイバ５０１とレンズ５０３は、筐体（図示せず）の外側に取り付けられており、レンズ５０３はコリメートレンズである。光路５０５はミラー５０４によって曲げられており、レンズ５０６で集光され、第２光ファイバ５０８に光信号は入力される。このように、第１光ファイバ５０１と第２光ファイバ５０８の間に光路を変換する光部品（ミラー５０４）を配置しても良い。第２光ファイバ５０８より出力された光路５１４はミラー５１３によって光路の向きを変えられた後、ハーフビームスプリッタ５１５にて分岐される。分岐後の光路および光部品は図示していない。
【００９８】
このように、第１光ファイバ５０１の取り付け位置によらず、第２光ファイバ５０８を配置することで、筐体内の光部品を自由に配置することが可能であり、空間を引き回す光路の長さを短くすることが出来るため、温度変化などによって光軸ずれが生じにくく、干渉効率が高い。
【００９９】
[実施例６]
図１１は、本発明の実施例６の光受信モジュールの一部の構成を示す平面図である。この光送受信モジュールは、位相変調光受信モジュールである。図１１には、第１光ファイバ６０１及び第２光ファイバ６０８並びにハーフビームスプリッタ６１５までの光部品配置が示されている。図面を簡素化するために、筐体、基板、ホルダ等の部品は省略してある。
【０１００】
第１光ファイバ６０１より出力された光軸６０５は、レンズ６０３によって集光され、光信号は第２光ファイバ６０８に入力される。ここで、レンズ６０３の搭載位置は、筐体の内部でも外部でも良い。第２光ファイバ６０８は一周しており、フェルール６０９とともに斜め研磨された先端より光信号は出力され、レンズ６１２によってコリメート光とされる。第２光ファイバ６０８は、中央部が可撓性に富んだファイバが延在しているため、第１光ファイバ６０１の出力端と、第２光ファイバ６０８の出力端のＹ軸方向高さを変換することが可能である。
【０１０１】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。また上記実施形態で説明した構成は、実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成で置き換えることができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１０ 光インターフェース、１２ 筺体、１４ 電気インターフェース、１６ 光学系、１８ 電気光学素子、２０ 光導波路、２２ 外部光ファイバ、２４ レンズ、２６ 基板、２８ 第１出入口、３０ 第１接続部、３２ 第２出入口、３４ 第２接続部、３６ 第１光軸、３８ 第２光軸、４０ レンズ、１０１ セラミック基板、１０２ 伝送線路パターン、１０３ 筐体、１０４ ワイヤ、１０５ セラミック基板、１０６ ワイヤ、１０７ ワイヤ、１０８ サブマウント、１０９ フォトダイオード、１１０ 基板、１１１ ハーフビームスプリッタ、１１２ フェルール、１１３ ホルダ、１１４ レンズ、１１５ ミラー、１１６ プリズム、１１７ 位相調整素子、１１８ ハーフビームスプリッタ、１１９ ハーフビームスプリッタ、１２０ ハーフビームスプリッタ、１２１ 位相調整素子、１２２ プリズム、１２３ ホルダ、１２４ 第１光ファイバ、１２５ フェルール、１２６ レンズ、１２７ パイプ、１２８ 透光性基板、１２９ 光路、１３０ 台座、１３１ レンズ、１３２ フェルール、１３３ 台座、１３５ ミラー、１３６ レンズ、１３８ 配線パターン、１３９ 第２光ファイバ、１４０ ブロック、１４１ ピンホール、１４２ モニタ、１４３ 光路、１４４ ブロック、１４５ ピンホール、１４６ ブロック、１４７ ピンホール、１４８ 光路、１５０ モニタ、２０１ セラミック基板、２０２ 伝送線路パターン、２０３ ワイヤ、２０４ セラミック基板、２０５ プレート、２０６ 基板、２０７ 第２光ファイバ、２１３ ハーフビームスプリッタ、２１４ プリズム、２１５ 台座、２１６ アクチュエータ、２１８ 透光性基板、２２０ 第１光ファイバ、２２２ レンズ、２２４ レンズ、２２５ 台座、２２６ 台座、２２７ フェルール、２２８ ハーフビームスプリッタ、２２９ ミラー、２３０ レンズ、２３１ 配線パターン、２３２ サブマウント、２３３ アンプＩＣ、２３４ リッド、２３５ 接着層、２３６ 接着層、２３７ 半田、２３８ フォトダイオード、２３９ の接着層、２４０ 台座、２４１ 筐体、３０６ 第２光ファイバ、３０７ 基板、３０８ 台座、３０９ フェルール、３１０ 台座、３１１ レンズ、３１２ ミラー、３１３ 光路、３１４ ハーフビームスプリッタ、３２１ 第１光ファイバ、３２８ フェルール、３３６ 中心軸、３３７ 法線、４０８ フォトダイオード、４１０ 第２光ファイバ、４１１ ハーフビームスプリッタ、４１３ フェルール、４１６ 偏光ビームスプリッタ、４１７ ミラー、４２０ フェルール、４２１ 第４光ファイバ、４２２ レンズ、４２３ レンズ、４２５ フェルール、４２６ ハーフビームスプリッタ、４２９ ハーフビームスプリッタ、４３０ ミラー、４３１ レンズ、４３３ 第１光ファイバ、４３４ 第３ファイバ、４３６ フェルール、５０１ 第１光ファイバ、５０３ レンズ、５０４ ミラー、５０５ 光路、５０６ レンズ、５０８ 第２光ファイバ、５１３ ミラー、５１４ 光路、５１５ ハーフビームスプリッタ、６０１ 第１光ファイバ、６０３ レンズ、６０５ 光軸、６０８ 第２光ファイバ、６０９ フェルール、６１２ レンズ、６１５ ハーフビームスプリッタ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間に光路を有する光学系と、
前記光学系の入口及び出口の一方である第１出入口に光学的に接続された電気光学素子と、
柔軟性を有する光導波路と、
外部との光学的な接続を図るための光インターフェースを備え、前記光学系、前記電気光学素子及び前記光導波路を収納する筺体と、
を有し、
前記光導波路は、前記筺体内で前記光インターフェースに光学的に接続される第１接続部と、前記光学系の前記入口及び前記出口の他方である第２出入口に光学的に接続される第２接続部と、を有し、前記筺体内で屈曲して配置され、
前記光インターフェースと前記第１接続部の間を通る第１光軸と、前記第２出入口と前記第２接続部の間を通る第２光軸とは、ずれていることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載された光モジュールにおいて、
前記光学系の前記光路は、光の複数の進行方向を有することを特徴とする光モジュール。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された光モジュールにおいて、
前記光学系は、光を分岐する光学部品、光を合波する光学部品、光を反射する光学部品及び光を屈折する光学部品の少なくとも１つを含むことを特徴とする光モジュール。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載された光モジュールにおいて、
前記筺体外で前記光インターフェースに光学的に接続される外部光ファイバをさらに有していることを特徴とする光モジュール。
【請求項５】
請求項４に記載された光モジュールにおいて、前記光導波路は、前記外部光ファイバよりもコアとクラッドの屈折率差が大きい光ファイバであって、前記外部光ファイバに許容された曲げ半径よりも小さな曲げ半径で曲げられていることを特徴とする光モジュール。
【請求項６】
請求項４または５に記載された光モジュールにおいて、
前記筺体と前記外部光ファイバとの間に配置されたレンズをさらに有することを特徴とする光モジュール。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載された光モジュールにおいて、
前記筐体内の前記第１光軸及び前記第２光軸の少なくとも一方上にレンズをさらに有することを特徴とする光モジュール。
【請求項８】
請求項６又は７に記載された光モジュールにおいて、
前記レンズは、コリメートレンズであることを特徴とする光モジュール。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載された光モジュールにおいて、
前記筺体の内側に固定された基板をさらに有し、
前記基板に前記光学系が搭載されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項１０】
請求項９に記載された光モジュールにおいて、
前記光導波路の第２接続部は、前記基板に固定されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項１１】
請求項１０に記載された光モジュールにおいて、
前記光導波路の第１接続部は、前記基板との固定を避けて配置されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項１２】
請求項１０に記載された光モジュールにおいて、
前記光導波路の第１接続部も、前記基板に固定されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載された光モジュールにおいて、
前記光導波路の前記第１接続部及び前記第２接続部の少なくとも一方は、前記光導波路の長さ方向に対して斜めになった端面を有していることを特徴とする光モジュール。
【請求項１４】
請求項１３に記載された光モジュールにおいて、
前記端面を通る法線は、前記基板の表面に平行であることを特徴とする光モジュール。
【請求項１５】
請求項９から１４のいずれか１項に記載された光モジュールにおいて、
前記基板と前記筺体の間に、前記基板及び前記筺体のいずれよりも弾性係数の低い接着層が介在することを特徴とする光モジュール。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか１項に記載された光モジュールにおいて、
前記筺体は、外部との電気的な接続を図るための電気インターフェースを有し、
前記光インターフェースと前記電気インターフェースは、相互に、前記筺体の反対側に配置されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項１】
空間に光路を有する光学系と、
前記光学系の入口及び出口の一方である第１出入口に光学的に接続された電気光学素子と、
柔軟性を有する光導波路と、
外部との光学的な接続を図るための光インターフェースを備え、前記光学系、前記電気光学素子及び前記光導波路を収納する筺体と、
を有し、
前記光導波路は、前記筺体内で前記光インターフェースに光学的に接続される第１接続部と、前記光学系の前記入口及び前記出口の他方である第２出入口に光学的に接続される第２接続部と、を有し、前記筺体内で屈曲して配置され、
前記光インターフェースと前記第１接続部の間を通る第１光軸と、前記第２出入口と前記第２接続部の間を通る第２光軸とは、ずれていることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載された光モジュールにおいて、
前記光学系の前記光路は、光の複数の進行方向を有することを特徴とする光モジュール。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された光モジュールにおいて、
前記光学系は、光を分岐する光学部品、光を合波する光学部品、光を反射する光学部品及び光を屈折する光学部品の少なくとも１つを含むことを特徴とする光モジュール。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載された光モジュールにおいて、
前記筺体外で前記光インターフェースに光学的に接続される外部光ファイバをさらに有していることを特徴とする光モジュール。
【請求項５】
請求項４に記載された光モジュールにおいて、前記光導波路は、前記外部光ファイバよりもコアとクラッドの屈折率差が大きい光ファイバであって、前記外部光ファイバに許容された曲げ半径よりも小さな曲げ半径で曲げられていることを特徴とする光モジュール。
【請求項６】
請求項４または５に記載された光モジュールにおいて、
前記筺体と前記外部光ファイバとの間に配置されたレンズをさらに有することを特徴とする光モジュール。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載された光モジュールにおいて、
前記筐体内の前記第１光軸及び前記第２光軸の少なくとも一方上にレンズをさらに有することを特徴とする光モジュール。
【請求項８】
請求項６又は７に記載された光モジュールにおいて、
前記レンズは、コリメートレンズであることを特徴とする光モジュール。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載された光モジュールにおいて、
前記筺体の内側に固定された基板をさらに有し、
前記基板に前記光学系が搭載されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項１０】
請求項９に記載された光モジュールにおいて、
前記光導波路の第２接続部は、前記基板に固定されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項１１】
請求項１０に記載された光モジュールにおいて、
前記光導波路の第１接続部は、前記基板との固定を避けて配置されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項１２】
請求項１０に記載された光モジュールにおいて、
前記光導波路の第１接続部も、前記基板に固定されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載された光モジュールにおいて、
前記光導波路の前記第１接続部及び前記第２接続部の少なくとも一方は、前記光導波路の長さ方向に対して斜めになった端面を有していることを特徴とする光モジュール。
【請求項１４】
請求項１３に記載された光モジュールにおいて、
前記端面を通る法線は、前記基板の表面に平行であることを特徴とする光モジュール。
【請求項１５】
請求項９から１４のいずれか１項に記載された光モジュールにおいて、
前記基板と前記筺体の間に、前記基板及び前記筺体のいずれよりも弾性係数の低い接着層が介在することを特徴とする光モジュール。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか１項に記載された光モジュールにおいて、
前記筺体は、外部との電気的な接続を図るための電気インターフェースを有し、
前記光インターフェースと前記電気インターフェースは、相互に、前記筺体の反対側に配置されていることを特徴とする光モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１１３０９４（Ｐ２０１２−１１３０９４Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６１２１９（Ｐ２０１０−２６１２１９）
【出願日】平成２２年１１月２４日（２０１０．１１．２４）
【出願人】（３０１００５３７１）日本オプネクスト株式会社 (311)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２４日（２０１０．１１．２４）
【出願人】（３０１００５３７１）日本オプネクスト株式会社 (311)
【Ｆターム（参考）】
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