光学部材
【課題】面発光レーザの光パワーを精度よくモニタすることのできる光学部材を提供する。
【解決手段】発光素子から出射した光が入射する入射領域１１と、入射領域１１から入射した光を第１の方向及び第２の方向に分岐するための分岐領域Ｚ１０と、第１の方向に分岐された光を外部に出射するモニタ光出射領域１３と、第２の方向に分岐された光を外部に出射する通信光出射領域１４と、を設け、モニタ光出射領域１３を外部の光モニタと光学的に結合し、第１の方向に分岐した光を光路変更せずにモニタ光出射領域１３に到達させることにより、モニタ用の光の分岐後の光路を短縮し、精度よく光パワーをモニタする。
【解決手段】発光素子から出射した光が入射する入射領域１１と、入射領域１１から入射した光を第１の方向及び第２の方向に分岐するための分岐領域Ｚ１０と、第１の方向に分岐された光を外部に出射するモニタ光出射領域１３と、第２の方向に分岐された光を外部に出射する通信光出射領域１４と、を設け、モニタ光出射領域１３を外部の光モニタと光学的に結合し、第１の方向に分岐した光を光路変更せずにモニタ光出射領域１３に到達させることにより、モニタ用の光の分岐後の光路を短縮し、精度よく光パワーをモニタする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光学部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１及び特許文献２には、面発光レーザの光パワーをモニタするための光学部材に関する技術が記載されている。特許文献１に記載の光学ユニットにおいては、面発光レーザ部と、面発光レーザ部から発光されたレーザ光の一部を受光する受光部とが、基板上で同一平面上に実装されている。この面発光レーザ部から出射されたレーザ光は、コリメートレンズによって光学部材に入射する。入射したレーザ光は、光学部材中の分岐部で分岐する。分岐した一方の光は反射ミラーで反射された後、光学部材から出射され、受光部により受光される。また、特許文献２に記載の光導波部品においては、入射光を２つの方向に分割して反射する第１及び第２の反射面が設けられている。発光素子からの光は、光導波部品に入射した後、この第１及び第２の反射面により２分割される。分割された光のうち一方は、固形媒体を通して第３の反射面へ入射する。この固形媒体は、進行方向に向かって断面積が減少するように形成されている。第３の反射面に入射した光は、第３の反射面で反射されて受光素子により受光される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３４４９１５号公報
【特許文献２】特開２００４−２８６８９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の光学部材及び特許文献２に記載の光導波部品においては、入射した光からモニタ用の光が分岐された後に、さらにモニタ用の光の向きが反射面によって受光素子方向に変更されることが必要である。そのため、モニタ用の光が分岐されてからモニタ用受光素子に光結合されるまでの光路長が長い。したがって、伝送ロスによりモニタ精度が低下してしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、精度よく光パワーをモニタすることのできる光学部材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】
【０００６】
本発明の光学部材は、発光素子から出射した光が入射する入射領域と、入射領域から入射した光を第１の方向及び第２の方向に分岐する分岐領域と、第１の方向に分岐された光を外部に出射する第１の出射領域と、第２の方向に分岐された光を外部に出射する第２の出射領域とを備える。そして、第１の出射領域は外部の光モニタと光学的に結合され、第２の出射領域は外部の光導波体と光学的に結合され、第１の方向に分岐された光は光路変更せずに第１の出射領域に到達する、ことを特徴とする。本発明の光学部材においては、分岐領域において第１方向に分岐された光は、分岐領域において分岐された後、向きを変えずに第１出射領域に結合される。これにより、分岐後の光路を短縮することができる。したがって、通信光との分岐後におけるモニタ光の光損失を低減することができるから、通信光の状態を精度よくモニタすることができる。
【０００７】
また、本発明の光学部材においては、入射領域、第１の出射領域及び第２の出射領域はいずれもコリメートレンズを含む。そして、分岐領域は入射領域によってコリメートされた光の外周の少なくとも一部を第１の方向に分岐する、ことが好ましい。この場合、通信光の品質に悪影響を及ぼすことなく、モニタ光の切り出しを行うことができる。分岐領域に入射する光は、発光中心から外周に向かって光強度が減少するよう強度分布を有するので、発光中心から離れた部分の微弱光がモニタ用として切り出される。そのため、通信自体への影響を減少させることができる。
【０００８】
また、本発明の光学部材においては、上記の光学部材であって、分岐領域は入射領域によってコリメートされた光の外周の全体を第１の方向に分岐するのが好適である。第２の出射領域から光導波体と光学的に結合される光のうち、第２の出射領域の外周を通った光は光導波体への入射角が大きく、高次モード光を励起する。このため、伝送光のモード間干渉により斑点状の強度分布を生じ、モードスペックルノイズによる伝送品質悪化要因となる。しかしながら、上記の構成とすれば、第２の出射領域の外周を通る光を通信光から除去することができるので、モードスペックルノイズの発生を防止することができる。したがって、伝送品質の劣化を抑制することができる。
【０００９】
また、本発明の光学部材においては、発光素子と光モニタは光学部材に対して同じ側に設けられ、分岐領域は、分岐領域に入射する光の一部を第１の方向に反射して第１の出射領域に結合する反射面を有することが好ましい。さらに、入射領域と分岐領域との間に、入射領域から入射した光を分岐領域に偏向する偏向部を更に備えていてもよい。この場合、発光素子と光モニタを同一面上に形成することが可能となる。そのため、モジュール全体を小型化することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、精度よく光パワーをモニタすることのできる光学部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る光学部材の構成を説明するための斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る光学部材の構成を説明するための図である。
【図３】第１実施形態の第１の変形例に係る光学部材の構成を説明するための図である。
【図４】第１実施形態の第２の変形例に係る光学部材の構成を説明するための図である。
【図５】第２実施形態に係る光学部材の構成を説明するための図である。
【図６】第２実施形態の変形例に係る光学部材の構成を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１３】
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態について図１〜図２を用いて説明する。図１は、第１実施形態に係る光学部材１の構成を説明する斜視図である。図２は、第１実施形態に係る光学部材１の構成を説明するための図であり、図１のＡ−Ａ線断面図である。図１及び図２に示すように、本実施形態に係る光学部材１は、入射領域１１、反射面１２、モニタ光出射領域１３（第１の出射領域）、通信光出射領域１４（第２の出射領域）、分岐領域Ｚ１０、光伝搬領域Ｚ１１（第１の光伝搬領域）及び光伝搬領域Ｚ１２（第２の光伝搬領域）を備える。光学部材１のうち、モニタ光出射領域１３を有する面には凹部Ｂ１が設けられており、その凹部Ｂ１の底に反射面１２が設けられている。なお、本図においては簡単のため単チャンネルの場合を例に説明するが、各構成を並列して一体とすることで多チャンネル用の光学部材として構成可能である。
【００１４】
入射領域１１は、光学部材１の外部の発光素子３から出射した光が入射する領域である。入射領域１１は好適にはコリメートレンズであり、入射領域１１を通過した光が、方向Ｄ１（座標系Ｃ１のｚ軸方向）に平行な光にコリメートされるのが好ましい。
【００１５】
反射面１２は、入射領域１１においてコリメートされて方向Ｄ１の向きに入射する光の進路上に設けられる。反射面１２は、入射光のうち一部の光を反射し、その他の光を反射しない形状及び大きさで設けられる。すなわち、入射光のうち光Ｓ１０の外周にある周辺部Ｓ１１を通る光は、反射面１２によって反射されることなく、方向Ｄ２（座標系Ｃ１のｚ軸方向）に延びている光伝搬領域Ｚ１１へ伝搬する。なお、光Ｓ１０の外周とは、光Ｓ１０の外周端から、その中心方向に向かって一定の幅を有する環状の部分をいう。以下、他の光についても同様である。一方、入射光のうち光Ｓ１０の中央部Ｓ１２を通る光は、反射面１２によって反射され、方向Ｄ３に延びている光伝搬領域Ｚ１２へ伝搬する。反射面１２にはアルミなど金属を蒸着することにより反射材を設けてもよいし、反射材を設けなくてもよい。反射材を設けない場合には、光学部材１を構成する樹脂等の材料と光学部材１の周囲の空気との屈折率の差により光が反射される。後者の場合には、光学部材１は屈折率１．６程度の樹脂により形成されるのが好ましい。
【００１６】
分岐領域Ｚ１０は、光学部材１のうち反射面１２を含んだ領域である。分岐領域Ｚ１０は、入射領域１１から入射した光を方向Ｄ２（第１の方向）及び方向Ｄ３（第２の方向）に分岐するための領域である。また、この分岐領域Ｚ１０には、異なる方向に延びる光伝搬領域Ｚ１１と光伝搬領域Ｚ１２とが設けられている。
【００１７】
光伝搬領域Ｚ１１は、分岐領域Ｚ１０に接続されている領域であり、第１の方向（図中では入射領域１１の入射方向の逆側。なお、以後逆側および同じ側とは、光学部材１を挟んだ両側を意味するものとし、例えば図１においてはｘｙ平面方向であって、光学部材１を挟んだ両側を意味するものである）に延びている。光伝搬領域Ｚ１１は、入射領域１１から分岐領域Ｚ１０に入射する光の光路上に設けられている。また、光伝搬領域Ｚ１１の端部にはモニタ光出射領域１３が設けられている。
【００１８】
光伝搬領域Ｚ１２は、分岐領域Ｚ１０に接続されている領域であり、第２の方向（図中では入射領域１１の入射方向に直交する方向）に延びている。また、光伝搬領域Ｚ１２の端部には通信光出射領域１４が設けられている。
【００１９】
モニタ光出射領域１３は、光伝搬領域Ｚ１１の端部に設けられる。このモニタ光出射領域１３は、分岐領域Ｚ１０で分岐されて光伝搬領域Ｚ１１を通過してきた光をモニタ光として外部に出射して光学部材１の外部の光モニタ４に光学的に結合させる領域である。モニタ光出射領域１３は、例えば、通常のコリメートレンズの中心部をくり抜いて構成され得る。また、モニタ光出射領域１３は、入射領域１１より入射した光Ｓ１０の外周にある周辺部Ｓ１１に設けられていることが好ましい。
【００２０】
通信光出射領域１４は、光伝搬領域Ｚ１２の端部に設けられる。通信光出射領域１４は、分岐領域Ｚ１０で分岐されて光伝搬領域Ｚ１２を通過してきた光を通信光として出射して、光学部材１の外部の光ファイバ５に光学的に結合させる。通信光出射領域１４はコリメートレンズであることが好ましい。
【００２１】
以上で説明した入射領域１１、反射面１２、モニタ光出射領域１３及び通信光出射領域１４は、例えば樹脂を成形加工することによって、一体として形成することができる。
【００２２】
次に、光学部材１の機能について説明する。発光素子３から出射された光は入射領域１１において光学部材１に入射する。そして、入射領域１１から光学部材１に入射した光Ｓ１０の外周にある周辺部Ｓ１１を通る光は方向Ｄ２に延びている光伝搬領域Ｚ１１へ進む。光伝搬領域Ｚ１１を通過した光は、光路変更せずにモニタ光出射領域１３へ到達し、モニタ光出射領域１３を介して光モニタ４へ光学的に結合される。一方、光学部材１に入射した光Ｓ１０の中央部Ｓ１２を通る光は反射面１２によって反射され、方向Ｄ３に延びている光伝搬領域Ｚ１２へ光路変更される。光伝搬領域Ｚ１２を通過した光は、通信光出射領域１４を介して光ファイバ（光導波体）５へ光学的に結合される。
【００２３】
以上のように、光学部材１は、発光素子３から出射された光の一部を光モニタ４に光学的に結合される方向に分岐させた後、光路の向きを変えずにモニタ光出射領域１３に光学的に結合し、モニタ光出射領域１３を介して光モニタ４へ入射させる。したがって、光モニタ４に光学的に結合される光学部材１内の分岐後の光路が短縮され、そのため、精度よく光パワーをモニタすることができる。
【００２４】
図３は、第１実施形態の第１の変形例を説明するための図である。第１実施形態の第１の変形例に係る光学部材１ａは、入射領域１１ａ、反射面１２ａ、モニタ光出射領域１３ａ（第１の出射領域）、通信光出射領域１４ａ（第２の出射領域）、分岐領域Ｚ１０ａ、光伝搬領域Ｚ１１ａ（第１の光伝搬領域）及び光伝搬領域Ｚ１２ａ（第２の光伝搬領域）を備える。ここで、光伝搬領域Ｚ１１ａ及びモニタ光出射領域１３ａは、光学部材１における光伝搬領域Ｚ１１及びモニタ光出射領域１３とは異なり、入射領域１１ａから入射した光Ｓ１０ａの外周の一部のみにあたる周辺部Ｓ１１ａに設けられている。この光学部材１ａも、光学部材１と同様に、発光素子３から出射された光の一部を方向Ｄ２（座標系Ｃ１のｚ軸方向）に分岐させた後、光路の向きを変えずにモニタ光出射領域１３ａに光学的に結合し、モニタ光出射領域１３ａを介して光モニタ４へ入射させる。したがって、光モニタ４に光学的に結合される光学部材１ａ内の分岐後の光路が短縮され、そのため、精度よく光パワーをモニタすることができる。
【００２５】
この場合、入射領域１１ａから入射した光Ｓ１０ａは、発光中心から外周に向かって光強度が減少するガウス分布型の強度分布を有するので、光Ｓ１０ａから切り出されるモニタ光は発光中心から離れた周辺部Ｓ１１ａの微弱光である。そのため、通信光に過剰な損失を与えることなくモニタ光の切り出しを行うことができるので、通信自体への影響を減少させることができる。
【００２６】
なお、図１および図２に示したように、モニタ光出射領域１３は、入射領域１１から入射した光Ｓ１０の外周の全体にわたる周辺部Ｓ１１の上に設けられているリング形を有しているのが好ましい。このとき、分岐領域Ｚ１０は、入射領域１１によってコリメートされた光の外周の全周を方向Ｄ２に分岐する。この場合にも、光Ｓ１０から切り出されるモニタ光は発光中心から離れた周辺部Ｓ１１の微弱光であるから、通信光に過剰な損失を与えることなくモニタ光の切り出しを行うことができる。
【００２７】
一方、通信光出射領域１４から光ファイバ５と光学的に結合される光のうち、通信光出射領域１４の外周を通った光は、光ファイバ５への入射角が大きく、伝搬中に高次モード光を励起し得る。このため、伝送光のモード間干渉により斑点状の強度分布を生じ、モードスペックルノイズによる伝送品質悪化要因となり得る。しかしながら、上記のようにモニタ光出射領域１３は、入射領域１１から入射した光Ｓ１０の外周の全体にわたる周辺部Ｓ１１の上に設けられている構成とすれば、通信光出射領域１４の外周を通る光を通信光から除去することができるので、モードスペックルノイズの発生を防止することができる。したがって、伝送品質の劣化を抑制することができる。
【００２８】
次に、第１実施形態の第２の変形例を、図４を用いて説明する。第１実施形態の第１の変形例と異なる点は、分岐領域Ｚ１０ｂにおいて、モニタ光を透過させて分岐するのではなく、モニタ光を通信光の伝搬する方向Ｄ３と異なる方向に反射させることによって分岐する点にある。さらに、発光素子３と光モニタ４は光学部材１ｂに対して同じ側に設けられ、分岐領域Ｚ１０ｂは、分岐領域Ｚ１０ｂに入射する光の一部を方向Ｄ４（第１の方向）に反射してモニタ光出射領域１３ｂに結合する反射面１２ｂをさらに備える。
【００２９】
第１実施形態の第２の変形例に係る光学部材１ｂは、入射領域１１ｂ、反射面１２ｂ、モニタ光出射領域１３ｂ（第１の出射領域）、通信光出射領域１４ｂ（第２の出射領域）、分岐領域Ｚ１０ｂ、光伝搬領域Ｚ１１ｂ（第１の光伝搬領域）及び光伝搬領域Ｚ１２ｂ（第２の光伝搬領域）を備える。
【００３０】
入射領域１１ｂは、発光素子３から出射された光を光学部材１ｂに入射させるための領域である。
【００３１】
反射面１２ｂは、入射領域１１ｂから入射した光を反射する面である。反射面１２ｂは、次の点で、第１実施形態に係る光学部材１の反射面１２と異なる。すなわち、光学部材１の反射面１２が一枚の平坦な面であるのに対し、反射面１２ｂは、平坦な中央反射面１２ｂ２と、中央反射面１２ｂ２の周囲に設けられる周辺反射面１２ｂ１から構成されている。周辺反射面１２ｂ１は、中央反射面１２ｂ２の周囲に突起部を設け、その突起部のうちの一面を反射面としたものである。周辺反射面１２ｂ１は、中央反射面１２ｂ２とは異なる角度を持つ面である。この角度とは、具体的には次のような角度である。すなわち、周辺反射面１２ｂ１は、光Ｓ１０ｂの外周にある周辺部Ｓ１１ｂを通って入射する光を光伝搬領域Ｚ１１ｂへ向けて反射する。これに対し、中央反射面１２ｂ２は、光Ｓ１０ｂの中央部Ｓ１２ｂを通って入射する光を光伝搬領域Ｚ１２ｂへ向けて反射するような角度である。
【００３２】
分岐領域Ｚ１０ｂは、光学部材１ｂのうち、反射面１２ｂを含んだ領域である。この分岐領域Ｚ１０ｂには、光伝搬領域Ｚ１１ｂ（光モニタ４と光学的に結合される方向Ｄ４に延びている）と光伝搬領域Ｚ１２ｂ（方向Ｄ３に延びている）とが接続されている。光伝搬領域Ｚ１１ｂは、分岐領域Ｚ１０ｂに接続されている領域である。また、光伝搬領域Ｚ１１ｂの端部にはモニタ光出射領域１３ｂが接続されている。光伝搬領域Ｚ１２ｂは、分岐領域Ｚ１０ｂに接続されている領域である。また、光伝搬領域Ｚ１２ｂの端部には通信光出射領域１４ｂが接続されている。なお、第１実施形態の第２の変形例において、発光素子３と光モニタ４は同一の基板の上に形成されている。
【００３３】
続いて、第１実施形態の第２の変形例に係る光学部材１ｂの機能を説明する。発光素子３から出射された光は入射領域１１ｂによって光学部材１ｂに入射する。光学部材１ｂに入射した光は、方向Ｄ１に進み、反射面１２ｂによって反射される。光学部材１ｂに入射した光のうち、光Ｓ１０ｂの外周にある周辺部Ｓ１１ｂを通って入射した光は、周辺反射面１２ｂ１によって反射され、光伝搬領域Ｚ１１ｂを方向Ｄ４に伝搬し、モニタ光出射領域１３ｂを介して光モニタ４に光学的に結合される。一方、光学部材１ｂに入射した光のうち、光Ｓ１０ｂの中央部Ｓ１２ｂを通って入射した光は、中央反射面１２ｂ２によって反射され、光伝搬領域Ｚ１２ｂを方向Ｄ３に伝搬し、通信光出射領域１４ｂを介して光ファイバ５に光学的に結合される。
【００３４】
以上の第１実施形態の第２の変形例に係る光学部材１ｂにおいても、第１実施形態に係る光学部材１と同様の作用および効果が得られる。すなわち、光学部材１ｂは、発光素子３から出射された光Ｓ１０ｂの周辺部Ｓ１１ｂを通って入射した光を、周辺反射面１２ｂ１によって反射することにより光モニタ４と光学的に結合される方向に分岐させ、光路の向きを変えずにモニタ光出射領域１３ｂへ光学的に結合させ、モニタ光出射領域１３ｂを介して光モニタ４へ入射させる。したがって、精度よく光パワーをモニタすることができる。
【００３５】
また、分岐領域Ｚ１０ｂが入射する光の一部を第１の方向に反射してモニタ光出射領域１３ｂに結合する反射面１２ｂをさらに備えることで、発光素子３と光モニタ４は光学部材１ｂに対して同じ側に設けることが可能となる（モニタ光を透過させて分岐する場合は、反対側である。）。したがって、発光素子３と受光素子４を同一の基板６の上に形成することが可能となる。そのため、モジュール全体を小型化することができる。
【００３６】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図５を用いて説明する。図５は、第２実施形態に係る光学部材２の断面図である。光学部材２は、入射領域２１、偏向面２２Ａ（偏向部）、分岐面２２Ｂ（反射面）、モニタ光出射領域２３（第１の出射領域）、通信光出射領域２４（第２の出射領域）、分岐領域Ｚ２０、光伝搬領域Ｚ２１（第１の光伝搬領域）及び光伝搬領域Ｚ２２（第２の光伝搬領域）を備える。
【００３７】
入射領域２１は、発光素子３から出射された光を光学部材２に入射させる領域である。また、偏向面２２Ａは、発光素子３から入射領域２１を介して方向Ｄ１に入射した光を入射領域２１の光の出射方向と異なる方向である分岐領域Ｚ２０の方向へ（方向Ｄ３に向けて）偏向する。
【００３８】
分岐面２２Ｂは、偏向面２２Ａによって偏向された光の進路（方向Ｄ３に延びる進路）上に設けられる。より具体的には、分岐面２２Ｂは、偏向面２２Ａを介して分岐領域Ｚ２０に入射する光Ｓ２０の外周にある周辺部Ｓ２１に設けられる。分岐面２２Ｂは、偏向面２２Ａによって偏向された光Ｓ２０の周辺部Ｓ２１を通った光を反射することによって方向Ｄ５に分岐させ、方向Ｄ５に延びる光伝搬領域Ｚ２１を通過させてモニタ光出射領域２３に光学的に結合させる。光伝搬領域Ｚ２１が延びている方向Ｄ５は、分岐領域Ｚ２０に入射する光の入射方向（方向Ｄ３）とは異なる方向であって、かつ、入射領域２１の光の入射方向（方向Ｄ１）とは、光学部材２を挟んで同じ側に向いている。
【００３９】
通信光出射領域２４は、偏向面２２Ａによって偏向された光Ｓ２０の中央部Ｓ２２を通った光（方向Ｄ３に進む光）を出射して光ファイバ５へ光学的に結合させる。
【００４０】
分岐領域Ｚ２０は、光学部材２のうち分岐面２２Ｂを有する領域である。この分岐領域Ｚ２０には、光伝搬領域Ｚ２１と光伝搬領域Ｚ２２とが接続されている。光伝搬領域Ｚ２１は、分岐領域Ｚ２０に接続されている領域である。また、光伝搬領域Ｚ２１の端部にはモニタ光出射領域２３が接続されている。光伝搬領域Ｚ２２は、分岐領域Ｚ２０に接続されている領域である。また、光伝搬領域Ｚ２２の端部には通信光出射領域２４が接続されている。
【００４１】
モニタ光出射領域２３は、分岐面２２Ｂによって反射され、光伝搬領域Ｚ２１を通過してきた光を光モニタ４へと光学的に結合させる。通信光出射領域２４は、偏向面２２Ａによって反射され、光伝搬領域Ｚ２２を通過してきた光を光ファイバ５へと光学的に結合させる。
【００４２】
次に、光学部材２の機能について説明する。発光素子３から出射された光が入射領域２１から光学部材２に入射する。光学部材２に入射した光は、方向Ｄ１に進み、偏向面２２Ａによって方向Ｄ１と異なる方向Ｄ３に偏向される。方向Ｄ３に進む光Ｓ２０の外周にある周辺部Ｓ２１を通った光は、分岐領域Ｚ２０に入射した後、分岐面２２Ｂで分岐され、方向Ｄ５に延びる光伝搬領域Ｚ２１を通過し、モニタ光出射領域２３を介して光モニタ４に光学的に結合される。一方、偏向面２２Ａで偏向された光Ｓ２０の中央部Ｓ２２を通った光は分岐領域Ｚ２０に入射した後、方向Ｄ３に延びる光伝搬領域Ｚ２２を通過し、通信光出射領域２４を介して光ファイバ５に光学的に結合される。
【００４３】
以上のように、光学部材２は、発光素子３から出射され偏向面２２Ａによって偏向された光を分岐面２２Ｂによって分岐させた後、光路の向きを変えずにモニタ光出射領域２３に光学的に結合し、モニタ光出射領域２３を介して受光素子４へ入射させる。したがって、光モニタ４に光学的に結合される光学部材２内の分岐後の光路が短縮され、精度よく光パワーをモニタすることができる。また、入射領域２１からの光の出射方向Ｄ１と分岐面２２Ｂで反射された後の光の向きである方向Ｄ５は光学部材２を挟んで同じ側に向いている。したがって、発光素子３と受光素子４を同一の基板６の上に形成することが可能となる。そのため、モジュール全体を小型化することができる。
【００４４】
なお、図５においては、分岐面２２Ｂは、一例として、偏向面２２Ａから偏向されてくる光Ｓ２０の周辺部Ｓ２１に設けられている。この周辺部Ｓ２１は、光Ｓ２０の外周の全体にわたるものではない。しかし、図６のように、周辺部Ｓ２１を、光Ｓ２０の外周の全体にわたるものとしてもよい。
【００４５】
図６は、第２実施形態の変形例の構成を説明するための図である。第２実施形態の変形例に係る光学部材２ａは、入射領域２１ａ、偏向面２２Ａａ（偏向部）、分岐面２２Ｂａ（反射面）、モニタ光出射領域２３ａ（第１の出射領域）、通信光出射領域２４ａ（第２の出射領域）、分岐領域Ｚ２０ａ、光伝搬領域Ｚ２１ａ（第１の光伝搬領域）及び光伝搬領域Ｚ２２ａ（第２の光伝搬領域）を備える。このうち入射領域２１ａ及び偏向面２２Ａａは、光学部材２における入射領域２１及び偏向面２２Ａと同様の構成と作用を持つ。
【００４６】
光学部材２ａが光学部材２と異なる点としては、光Ｓ２０ａの外周にある周辺部Ｓ２１ａを、光Ｓ２０ａの外周の全体にわたるリング形とした点が挙げられる。分岐面２２Ｂａは光Ｓ２０の周辺部Ｓ２１ａに設けられているため、分岐面２２Ｂａの形状もリング形となる。それに伴い、分岐面２２Ｂａで反射された光の伝搬する領域である光伝搬領域Ｚ２１ａも、方向Ｄ５に延びる筒状形状となる。これに対し、光伝搬領域Ｚ２２ａは、分岐面２２Ｂａから方向Ｄ３に突き出した、柱状形状となる。そして、光伝搬領域Ｚ２２ａの端部に通信光出射領域２４ａが設けられる。光伝搬領域Ｚ２２ａは柱状の形状となるため、この周囲に脚を設けて基板に実装することもできる。
【００４７】
このような光学部材２ａであれば、分岐領域は、入射する光の一部を方向Ｄ５（第１の方向）に反射してモニタ光出射領域２３ａに結合するから、入射領域２１ａからの光の出射方向Ｄ１と第２反射面２２Ｂで反射された後の光の向きである方向Ｄ５は、光学部材２を挟んで同じ側に向いている。したがって、発光素子３と受光素子４を同一の基板６の上に形成することが可能となる。また、光Ｓ２０ａの外周にある周辺部Ｓ２１ａを、光Ｓ２０ａの外周の全体にわたるリング形としたので、通信光出射領域２４ａの外周を通る光を通信光から除去することができる。即ち、通信光において高次モード光が励起されることを好適に防止することができ、モードスペックルノイズの発生を防止することができる。したがって、伝送品質の劣化を抑制することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１，２…光学部材、１１，２１…入射領域、１２…反射面、２２Ａ…偏向面、２２Ｂ…分岐面、１３，２３…通信光出射領域、１４，２４…モニタ光出射領域、Ｚ１０，Ｚ２０…分岐領域、Ｚ１１，Ｚ１２，Ｚ２１，Ｚ２２…光伝搬領域。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光学部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１及び特許文献２には、面発光レーザの光パワーをモニタするための光学部材に関する技術が記載されている。特許文献１に記載の光学ユニットにおいては、面発光レーザ部と、面発光レーザ部から発光されたレーザ光の一部を受光する受光部とが、基板上で同一平面上に実装されている。この面発光レーザ部から出射されたレーザ光は、コリメートレンズによって光学部材に入射する。入射したレーザ光は、光学部材中の分岐部で分岐する。分岐した一方の光は反射ミラーで反射された後、光学部材から出射され、受光部により受光される。また、特許文献２に記載の光導波部品においては、入射光を２つの方向に分割して反射する第１及び第２の反射面が設けられている。発光素子からの光は、光導波部品に入射した後、この第１及び第２の反射面により２分割される。分割された光のうち一方は、固形媒体を通して第３の反射面へ入射する。この固形媒体は、進行方向に向かって断面積が減少するように形成されている。第３の反射面に入射した光は、第３の反射面で反射されて受光素子により受光される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３４４９１５号公報
【特許文献２】特開２００４−２８６８９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の光学部材及び特許文献２に記載の光導波部品においては、入射した光からモニタ用の光が分岐された後に、さらにモニタ用の光の向きが反射面によって受光素子方向に変更されることが必要である。そのため、モニタ用の光が分岐されてからモニタ用受光素子に光結合されるまでの光路長が長い。したがって、伝送ロスによりモニタ精度が低下してしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、精度よく光パワーをモニタすることのできる光学部材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】
【０００６】
本発明の光学部材は、発光素子から出射した光が入射する入射領域と、入射領域から入射した光を第１の方向及び第２の方向に分岐する分岐領域と、第１の方向に分岐された光を外部に出射する第１の出射領域と、第２の方向に分岐された光を外部に出射する第２の出射領域とを備える。そして、第１の出射領域は外部の光モニタと光学的に結合され、第２の出射領域は外部の光導波体と光学的に結合され、第１の方向に分岐された光は光路変更せずに第１の出射領域に到達する、ことを特徴とする。本発明の光学部材においては、分岐領域において第１方向に分岐された光は、分岐領域において分岐された後、向きを変えずに第１出射領域に結合される。これにより、分岐後の光路を短縮することができる。したがって、通信光との分岐後におけるモニタ光の光損失を低減することができるから、通信光の状態を精度よくモニタすることができる。
【０００７】
また、本発明の光学部材においては、入射領域、第１の出射領域及び第２の出射領域はいずれもコリメートレンズを含む。そして、分岐領域は入射領域によってコリメートされた光の外周の少なくとも一部を第１の方向に分岐する、ことが好ましい。この場合、通信光の品質に悪影響を及ぼすことなく、モニタ光の切り出しを行うことができる。分岐領域に入射する光は、発光中心から外周に向かって光強度が減少するよう強度分布を有するので、発光中心から離れた部分の微弱光がモニタ用として切り出される。そのため、通信自体への影響を減少させることができる。
【０００８】
また、本発明の光学部材においては、上記の光学部材であって、分岐領域は入射領域によってコリメートされた光の外周の全体を第１の方向に分岐するのが好適である。第２の出射領域から光導波体と光学的に結合される光のうち、第２の出射領域の外周を通った光は光導波体への入射角が大きく、高次モード光を励起する。このため、伝送光のモード間干渉により斑点状の強度分布を生じ、モードスペックルノイズによる伝送品質悪化要因となる。しかしながら、上記の構成とすれば、第２の出射領域の外周を通る光を通信光から除去することができるので、モードスペックルノイズの発生を防止することができる。したがって、伝送品質の劣化を抑制することができる。
【０００９】
また、本発明の光学部材においては、発光素子と光モニタは光学部材に対して同じ側に設けられ、分岐領域は、分岐領域に入射する光の一部を第１の方向に反射して第１の出射領域に結合する反射面を有することが好ましい。さらに、入射領域と分岐領域との間に、入射領域から入射した光を分岐領域に偏向する偏向部を更に備えていてもよい。この場合、発光素子と光モニタを同一面上に形成することが可能となる。そのため、モジュール全体を小型化することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、精度よく光パワーをモニタすることのできる光学部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る光学部材の構成を説明するための斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る光学部材の構成を説明するための図である。
【図３】第１実施形態の第１の変形例に係る光学部材の構成を説明するための図である。
【図４】第１実施形態の第２の変形例に係る光学部材の構成を説明するための図である。
【図５】第２実施形態に係る光学部材の構成を説明するための図である。
【図６】第２実施形態の変形例に係る光学部材の構成を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１３】
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態について図１〜図２を用いて説明する。図１は、第１実施形態に係る光学部材１の構成を説明する斜視図である。図２は、第１実施形態に係る光学部材１の構成を説明するための図であり、図１のＡ−Ａ線断面図である。図１及び図２に示すように、本実施形態に係る光学部材１は、入射領域１１、反射面１２、モニタ光出射領域１３（第１の出射領域）、通信光出射領域１４（第２の出射領域）、分岐領域Ｚ１０、光伝搬領域Ｚ１１（第１の光伝搬領域）及び光伝搬領域Ｚ１２（第２の光伝搬領域）を備える。光学部材１のうち、モニタ光出射領域１３を有する面には凹部Ｂ１が設けられており、その凹部Ｂ１の底に反射面１２が設けられている。なお、本図においては簡単のため単チャンネルの場合を例に説明するが、各構成を並列して一体とすることで多チャンネル用の光学部材として構成可能である。
【００１４】
入射領域１１は、光学部材１の外部の発光素子３から出射した光が入射する領域である。入射領域１１は好適にはコリメートレンズであり、入射領域１１を通過した光が、方向Ｄ１（座標系Ｃ１のｚ軸方向）に平行な光にコリメートされるのが好ましい。
【００１５】
反射面１２は、入射領域１１においてコリメートされて方向Ｄ１の向きに入射する光の進路上に設けられる。反射面１２は、入射光のうち一部の光を反射し、その他の光を反射しない形状及び大きさで設けられる。すなわち、入射光のうち光Ｓ１０の外周にある周辺部Ｓ１１を通る光は、反射面１２によって反射されることなく、方向Ｄ２（座標系Ｃ１のｚ軸方向）に延びている光伝搬領域Ｚ１１へ伝搬する。なお、光Ｓ１０の外周とは、光Ｓ１０の外周端から、その中心方向に向かって一定の幅を有する環状の部分をいう。以下、他の光についても同様である。一方、入射光のうち光Ｓ１０の中央部Ｓ１２を通る光は、反射面１２によって反射され、方向Ｄ３に延びている光伝搬領域Ｚ１２へ伝搬する。反射面１２にはアルミなど金属を蒸着することにより反射材を設けてもよいし、反射材を設けなくてもよい。反射材を設けない場合には、光学部材１を構成する樹脂等の材料と光学部材１の周囲の空気との屈折率の差により光が反射される。後者の場合には、光学部材１は屈折率１．６程度の樹脂により形成されるのが好ましい。
【００１６】
分岐領域Ｚ１０は、光学部材１のうち反射面１２を含んだ領域である。分岐領域Ｚ１０は、入射領域１１から入射した光を方向Ｄ２（第１の方向）及び方向Ｄ３（第２の方向）に分岐するための領域である。また、この分岐領域Ｚ１０には、異なる方向に延びる光伝搬領域Ｚ１１と光伝搬領域Ｚ１２とが設けられている。
【００１７】
光伝搬領域Ｚ１１は、分岐領域Ｚ１０に接続されている領域であり、第１の方向（図中では入射領域１１の入射方向の逆側。なお、以後逆側および同じ側とは、光学部材１を挟んだ両側を意味するものとし、例えば図１においてはｘｙ平面方向であって、光学部材１を挟んだ両側を意味するものである）に延びている。光伝搬領域Ｚ１１は、入射領域１１から分岐領域Ｚ１０に入射する光の光路上に設けられている。また、光伝搬領域Ｚ１１の端部にはモニタ光出射領域１３が設けられている。
【００１８】
光伝搬領域Ｚ１２は、分岐領域Ｚ１０に接続されている領域であり、第２の方向（図中では入射領域１１の入射方向に直交する方向）に延びている。また、光伝搬領域Ｚ１２の端部には通信光出射領域１４が設けられている。
【００１９】
モニタ光出射領域１３は、光伝搬領域Ｚ１１の端部に設けられる。このモニタ光出射領域１３は、分岐領域Ｚ１０で分岐されて光伝搬領域Ｚ１１を通過してきた光をモニタ光として外部に出射して光学部材１の外部の光モニタ４に光学的に結合させる領域である。モニタ光出射領域１３は、例えば、通常のコリメートレンズの中心部をくり抜いて構成され得る。また、モニタ光出射領域１３は、入射領域１１より入射した光Ｓ１０の外周にある周辺部Ｓ１１に設けられていることが好ましい。
【００２０】
通信光出射領域１４は、光伝搬領域Ｚ１２の端部に設けられる。通信光出射領域１４は、分岐領域Ｚ１０で分岐されて光伝搬領域Ｚ１２を通過してきた光を通信光として出射して、光学部材１の外部の光ファイバ５に光学的に結合させる。通信光出射領域１４はコリメートレンズであることが好ましい。
【００２１】
以上で説明した入射領域１１、反射面１２、モニタ光出射領域１３及び通信光出射領域１４は、例えば樹脂を成形加工することによって、一体として形成することができる。
【００２２】
次に、光学部材１の機能について説明する。発光素子３から出射された光は入射領域１１において光学部材１に入射する。そして、入射領域１１から光学部材１に入射した光Ｓ１０の外周にある周辺部Ｓ１１を通る光は方向Ｄ２に延びている光伝搬領域Ｚ１１へ進む。光伝搬領域Ｚ１１を通過した光は、光路変更せずにモニタ光出射領域１３へ到達し、モニタ光出射領域１３を介して光モニタ４へ光学的に結合される。一方、光学部材１に入射した光Ｓ１０の中央部Ｓ１２を通る光は反射面１２によって反射され、方向Ｄ３に延びている光伝搬領域Ｚ１２へ光路変更される。光伝搬領域Ｚ１２を通過した光は、通信光出射領域１４を介して光ファイバ（光導波体）５へ光学的に結合される。
【００２３】
以上のように、光学部材１は、発光素子３から出射された光の一部を光モニタ４に光学的に結合される方向に分岐させた後、光路の向きを変えずにモニタ光出射領域１３に光学的に結合し、モニタ光出射領域１３を介して光モニタ４へ入射させる。したがって、光モニタ４に光学的に結合される光学部材１内の分岐後の光路が短縮され、そのため、精度よく光パワーをモニタすることができる。
【００２４】
図３は、第１実施形態の第１の変形例を説明するための図である。第１実施形態の第１の変形例に係る光学部材１ａは、入射領域１１ａ、反射面１２ａ、モニタ光出射領域１３ａ（第１の出射領域）、通信光出射領域１４ａ（第２の出射領域）、分岐領域Ｚ１０ａ、光伝搬領域Ｚ１１ａ（第１の光伝搬領域）及び光伝搬領域Ｚ１２ａ（第２の光伝搬領域）を備える。ここで、光伝搬領域Ｚ１１ａ及びモニタ光出射領域１３ａは、光学部材１における光伝搬領域Ｚ１１及びモニタ光出射領域１３とは異なり、入射領域１１ａから入射した光Ｓ１０ａの外周の一部のみにあたる周辺部Ｓ１１ａに設けられている。この光学部材１ａも、光学部材１と同様に、発光素子３から出射された光の一部を方向Ｄ２（座標系Ｃ１のｚ軸方向）に分岐させた後、光路の向きを変えずにモニタ光出射領域１３ａに光学的に結合し、モニタ光出射領域１３ａを介して光モニタ４へ入射させる。したがって、光モニタ４に光学的に結合される光学部材１ａ内の分岐後の光路が短縮され、そのため、精度よく光パワーをモニタすることができる。
【００２５】
この場合、入射領域１１ａから入射した光Ｓ１０ａは、発光中心から外周に向かって光強度が減少するガウス分布型の強度分布を有するので、光Ｓ１０ａから切り出されるモニタ光は発光中心から離れた周辺部Ｓ１１ａの微弱光である。そのため、通信光に過剰な損失を与えることなくモニタ光の切り出しを行うことができるので、通信自体への影響を減少させることができる。
【００２６】
なお、図１および図２に示したように、モニタ光出射領域１３は、入射領域１１から入射した光Ｓ１０の外周の全体にわたる周辺部Ｓ１１の上に設けられているリング形を有しているのが好ましい。このとき、分岐領域Ｚ１０は、入射領域１１によってコリメートされた光の外周の全周を方向Ｄ２に分岐する。この場合にも、光Ｓ１０から切り出されるモニタ光は発光中心から離れた周辺部Ｓ１１の微弱光であるから、通信光に過剰な損失を与えることなくモニタ光の切り出しを行うことができる。
【００２７】
一方、通信光出射領域１４から光ファイバ５と光学的に結合される光のうち、通信光出射領域１４の外周を通った光は、光ファイバ５への入射角が大きく、伝搬中に高次モード光を励起し得る。このため、伝送光のモード間干渉により斑点状の強度分布を生じ、モードスペックルノイズによる伝送品質悪化要因となり得る。しかしながら、上記のようにモニタ光出射領域１３は、入射領域１１から入射した光Ｓ１０の外周の全体にわたる周辺部Ｓ１１の上に設けられている構成とすれば、通信光出射領域１４の外周を通る光を通信光から除去することができるので、モードスペックルノイズの発生を防止することができる。したがって、伝送品質の劣化を抑制することができる。
【００２８】
次に、第１実施形態の第２の変形例を、図４を用いて説明する。第１実施形態の第１の変形例と異なる点は、分岐領域Ｚ１０ｂにおいて、モニタ光を透過させて分岐するのではなく、モニタ光を通信光の伝搬する方向Ｄ３と異なる方向に反射させることによって分岐する点にある。さらに、発光素子３と光モニタ４は光学部材１ｂに対して同じ側に設けられ、分岐領域Ｚ１０ｂは、分岐領域Ｚ１０ｂに入射する光の一部を方向Ｄ４（第１の方向）に反射してモニタ光出射領域１３ｂに結合する反射面１２ｂをさらに備える。
【００２９】
第１実施形態の第２の変形例に係る光学部材１ｂは、入射領域１１ｂ、反射面１２ｂ、モニタ光出射領域１３ｂ（第１の出射領域）、通信光出射領域１４ｂ（第２の出射領域）、分岐領域Ｚ１０ｂ、光伝搬領域Ｚ１１ｂ（第１の光伝搬領域）及び光伝搬領域Ｚ１２ｂ（第２の光伝搬領域）を備える。
【００３０】
入射領域１１ｂは、発光素子３から出射された光を光学部材１ｂに入射させるための領域である。
【００３１】
反射面１２ｂは、入射領域１１ｂから入射した光を反射する面である。反射面１２ｂは、次の点で、第１実施形態に係る光学部材１の反射面１２と異なる。すなわち、光学部材１の反射面１２が一枚の平坦な面であるのに対し、反射面１２ｂは、平坦な中央反射面１２ｂ２と、中央反射面１２ｂ２の周囲に設けられる周辺反射面１２ｂ１から構成されている。周辺反射面１２ｂ１は、中央反射面１２ｂ２の周囲に突起部を設け、その突起部のうちの一面を反射面としたものである。周辺反射面１２ｂ１は、中央反射面１２ｂ２とは異なる角度を持つ面である。この角度とは、具体的には次のような角度である。すなわち、周辺反射面１２ｂ１は、光Ｓ１０ｂの外周にある周辺部Ｓ１１ｂを通って入射する光を光伝搬領域Ｚ１１ｂへ向けて反射する。これに対し、中央反射面１２ｂ２は、光Ｓ１０ｂの中央部Ｓ１２ｂを通って入射する光を光伝搬領域Ｚ１２ｂへ向けて反射するような角度である。
【００３２】
分岐領域Ｚ１０ｂは、光学部材１ｂのうち、反射面１２ｂを含んだ領域である。この分岐領域Ｚ１０ｂには、光伝搬領域Ｚ１１ｂ（光モニタ４と光学的に結合される方向Ｄ４に延びている）と光伝搬領域Ｚ１２ｂ（方向Ｄ３に延びている）とが接続されている。光伝搬領域Ｚ１１ｂは、分岐領域Ｚ１０ｂに接続されている領域である。また、光伝搬領域Ｚ１１ｂの端部にはモニタ光出射領域１３ｂが接続されている。光伝搬領域Ｚ１２ｂは、分岐領域Ｚ１０ｂに接続されている領域である。また、光伝搬領域Ｚ１２ｂの端部には通信光出射領域１４ｂが接続されている。なお、第１実施形態の第２の変形例において、発光素子３と光モニタ４は同一の基板の上に形成されている。
【００３３】
続いて、第１実施形態の第２の変形例に係る光学部材１ｂの機能を説明する。発光素子３から出射された光は入射領域１１ｂによって光学部材１ｂに入射する。光学部材１ｂに入射した光は、方向Ｄ１に進み、反射面１２ｂによって反射される。光学部材１ｂに入射した光のうち、光Ｓ１０ｂの外周にある周辺部Ｓ１１ｂを通って入射した光は、周辺反射面１２ｂ１によって反射され、光伝搬領域Ｚ１１ｂを方向Ｄ４に伝搬し、モニタ光出射領域１３ｂを介して光モニタ４に光学的に結合される。一方、光学部材１ｂに入射した光のうち、光Ｓ１０ｂの中央部Ｓ１２ｂを通って入射した光は、中央反射面１２ｂ２によって反射され、光伝搬領域Ｚ１２ｂを方向Ｄ３に伝搬し、通信光出射領域１４ｂを介して光ファイバ５に光学的に結合される。
【００３４】
以上の第１実施形態の第２の変形例に係る光学部材１ｂにおいても、第１実施形態に係る光学部材１と同様の作用および効果が得られる。すなわち、光学部材１ｂは、発光素子３から出射された光Ｓ１０ｂの周辺部Ｓ１１ｂを通って入射した光を、周辺反射面１２ｂ１によって反射することにより光モニタ４と光学的に結合される方向に分岐させ、光路の向きを変えずにモニタ光出射領域１３ｂへ光学的に結合させ、モニタ光出射領域１３ｂを介して光モニタ４へ入射させる。したがって、精度よく光パワーをモニタすることができる。
【００３５】
また、分岐領域Ｚ１０ｂが入射する光の一部を第１の方向に反射してモニタ光出射領域１３ｂに結合する反射面１２ｂをさらに備えることで、発光素子３と光モニタ４は光学部材１ｂに対して同じ側に設けることが可能となる（モニタ光を透過させて分岐する場合は、反対側である。）。したがって、発光素子３と受光素子４を同一の基板６の上に形成することが可能となる。そのため、モジュール全体を小型化することができる。
【００３６】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図５を用いて説明する。図５は、第２実施形態に係る光学部材２の断面図である。光学部材２は、入射領域２１、偏向面２２Ａ（偏向部）、分岐面２２Ｂ（反射面）、モニタ光出射領域２３（第１の出射領域）、通信光出射領域２４（第２の出射領域）、分岐領域Ｚ２０、光伝搬領域Ｚ２１（第１の光伝搬領域）及び光伝搬領域Ｚ２２（第２の光伝搬領域）を備える。
【００３７】
入射領域２１は、発光素子３から出射された光を光学部材２に入射させる領域である。また、偏向面２２Ａは、発光素子３から入射領域２１を介して方向Ｄ１に入射した光を入射領域２１の光の出射方向と異なる方向である分岐領域Ｚ２０の方向へ（方向Ｄ３に向けて）偏向する。
【００３８】
分岐面２２Ｂは、偏向面２２Ａによって偏向された光の進路（方向Ｄ３に延びる進路）上に設けられる。より具体的には、分岐面２２Ｂは、偏向面２２Ａを介して分岐領域Ｚ２０に入射する光Ｓ２０の外周にある周辺部Ｓ２１に設けられる。分岐面２２Ｂは、偏向面２２Ａによって偏向された光Ｓ２０の周辺部Ｓ２１を通った光を反射することによって方向Ｄ５に分岐させ、方向Ｄ５に延びる光伝搬領域Ｚ２１を通過させてモニタ光出射領域２３に光学的に結合させる。光伝搬領域Ｚ２１が延びている方向Ｄ５は、分岐領域Ｚ２０に入射する光の入射方向（方向Ｄ３）とは異なる方向であって、かつ、入射領域２１の光の入射方向（方向Ｄ１）とは、光学部材２を挟んで同じ側に向いている。
【００３９】
通信光出射領域２４は、偏向面２２Ａによって偏向された光Ｓ２０の中央部Ｓ２２を通った光（方向Ｄ３に進む光）を出射して光ファイバ５へ光学的に結合させる。
【００４０】
分岐領域Ｚ２０は、光学部材２のうち分岐面２２Ｂを有する領域である。この分岐領域Ｚ２０には、光伝搬領域Ｚ２１と光伝搬領域Ｚ２２とが接続されている。光伝搬領域Ｚ２１は、分岐領域Ｚ２０に接続されている領域である。また、光伝搬領域Ｚ２１の端部にはモニタ光出射領域２３が接続されている。光伝搬領域Ｚ２２は、分岐領域Ｚ２０に接続されている領域である。また、光伝搬領域Ｚ２２の端部には通信光出射領域２４が接続されている。
【００４１】
モニタ光出射領域２３は、分岐面２２Ｂによって反射され、光伝搬領域Ｚ２１を通過してきた光を光モニタ４へと光学的に結合させる。通信光出射領域２４は、偏向面２２Ａによって反射され、光伝搬領域Ｚ２２を通過してきた光を光ファイバ５へと光学的に結合させる。
【００４２】
次に、光学部材２の機能について説明する。発光素子３から出射された光が入射領域２１から光学部材２に入射する。光学部材２に入射した光は、方向Ｄ１に進み、偏向面２２Ａによって方向Ｄ１と異なる方向Ｄ３に偏向される。方向Ｄ３に進む光Ｓ２０の外周にある周辺部Ｓ２１を通った光は、分岐領域Ｚ２０に入射した後、分岐面２２Ｂで分岐され、方向Ｄ５に延びる光伝搬領域Ｚ２１を通過し、モニタ光出射領域２３を介して光モニタ４に光学的に結合される。一方、偏向面２２Ａで偏向された光Ｓ２０の中央部Ｓ２２を通った光は分岐領域Ｚ２０に入射した後、方向Ｄ３に延びる光伝搬領域Ｚ２２を通過し、通信光出射領域２４を介して光ファイバ５に光学的に結合される。
【００４３】
以上のように、光学部材２は、発光素子３から出射され偏向面２２Ａによって偏向された光を分岐面２２Ｂによって分岐させた後、光路の向きを変えずにモニタ光出射領域２３に光学的に結合し、モニタ光出射領域２３を介して受光素子４へ入射させる。したがって、光モニタ４に光学的に結合される光学部材２内の分岐後の光路が短縮され、精度よく光パワーをモニタすることができる。また、入射領域２１からの光の出射方向Ｄ１と分岐面２２Ｂで反射された後の光の向きである方向Ｄ５は光学部材２を挟んで同じ側に向いている。したがって、発光素子３と受光素子４を同一の基板６の上に形成することが可能となる。そのため、モジュール全体を小型化することができる。
【００４４】
なお、図５においては、分岐面２２Ｂは、一例として、偏向面２２Ａから偏向されてくる光Ｓ２０の周辺部Ｓ２１に設けられている。この周辺部Ｓ２１は、光Ｓ２０の外周の全体にわたるものではない。しかし、図６のように、周辺部Ｓ２１を、光Ｓ２０の外周の全体にわたるものとしてもよい。
【００４５】
図６は、第２実施形態の変形例の構成を説明するための図である。第２実施形態の変形例に係る光学部材２ａは、入射領域２１ａ、偏向面２２Ａａ（偏向部）、分岐面２２Ｂａ（反射面）、モニタ光出射領域２３ａ（第１の出射領域）、通信光出射領域２４ａ（第２の出射領域）、分岐領域Ｚ２０ａ、光伝搬領域Ｚ２１ａ（第１の光伝搬領域）及び光伝搬領域Ｚ２２ａ（第２の光伝搬領域）を備える。このうち入射領域２１ａ及び偏向面２２Ａａは、光学部材２における入射領域２１及び偏向面２２Ａと同様の構成と作用を持つ。
【００４６】
光学部材２ａが光学部材２と異なる点としては、光Ｓ２０ａの外周にある周辺部Ｓ２１ａを、光Ｓ２０ａの外周の全体にわたるリング形とした点が挙げられる。分岐面２２Ｂａは光Ｓ２０の周辺部Ｓ２１ａに設けられているため、分岐面２２Ｂａの形状もリング形となる。それに伴い、分岐面２２Ｂａで反射された光の伝搬する領域である光伝搬領域Ｚ２１ａも、方向Ｄ５に延びる筒状形状となる。これに対し、光伝搬領域Ｚ２２ａは、分岐面２２Ｂａから方向Ｄ３に突き出した、柱状形状となる。そして、光伝搬領域Ｚ２２ａの端部に通信光出射領域２４ａが設けられる。光伝搬領域Ｚ２２ａは柱状の形状となるため、この周囲に脚を設けて基板に実装することもできる。
【００４７】
このような光学部材２ａであれば、分岐領域は、入射する光の一部を方向Ｄ５（第１の方向）に反射してモニタ光出射領域２３ａに結合するから、入射領域２１ａからの光の出射方向Ｄ１と第２反射面２２Ｂで反射された後の光の向きである方向Ｄ５は、光学部材２を挟んで同じ側に向いている。したがって、発光素子３と受光素子４を同一の基板６の上に形成することが可能となる。また、光Ｓ２０ａの外周にある周辺部Ｓ２１ａを、光Ｓ２０ａの外周の全体にわたるリング形としたので、通信光出射領域２４ａの外周を通る光を通信光から除去することができる。即ち、通信光において高次モード光が励起されることを好適に防止することができ、モードスペックルノイズの発生を防止することができる。したがって、伝送品質の劣化を抑制することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１，２…光学部材、１１，２１…入射領域、１２…反射面、２２Ａ…偏向面、２２Ｂ…分岐面、１３，２３…通信光出射領域、１４，２４…モニタ光出射領域、Ｚ１０，Ｚ２０…分岐領域、Ｚ１１，Ｚ１２，Ｚ２１，Ｚ２２…光伝搬領域。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子から出射した光が入射する入射領域と、
前記入射領域から入射した光を第１の方向及び第２の方向に分岐する分岐領域と、
前記第１の方向に分岐された光を外部に出射する第１の出射領域と、
前記第２の方向に分岐された光を外部に出射する第２の出射領域と、
を備え、
前記第１の出射領域は外部の光モニタと光学的に結合され、
前記第２の出射領域は外部の光導波体と光学的に結合され、
前記第１の方向に分岐された光は光路変更せずに前記第１の出射領域に到達する、
ことを特徴とする光学部材。
【請求項２】
前記入射領域、前記第１の出射領域及び前記第２の出射領域はいずれもコリメートレンズを含み、
前記分岐領域は、前記入射領域によってコリメートされた光の外周の少なくとも一部を前記第１の方向に分岐する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光学部材。
【請求項３】
前記分岐領域は、前記入射領域によってコリメートされた光の外周の全体を前記第１の方向に分岐する、
ことを特徴とする請求項２に記載の光学部材。
【請求項４】
前記発光素子と前記光モニタは前記光学部材に対して同じ側に設けられ、
前記分岐領域は、前記分岐領域に入射する光の一部を前記第１の方向に反射して前記第１の出射領域に結合する反射面を有する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光学部材。
【請求項５】
前記入射領域と前記分岐領域との間に、前記入射領域から入射した光を前記分岐領域に偏向する偏向部を更に備える、
ことを特徴とする請求項４に記載の光学部材。
【請求項１】
発光素子から出射した光が入射する入射領域と、
前記入射領域から入射した光を第１の方向及び第２の方向に分岐する分岐領域と、
前記第１の方向に分岐された光を外部に出射する第１の出射領域と、
前記第２の方向に分岐された光を外部に出射する第２の出射領域と、
を備え、
前記第１の出射領域は外部の光モニタと光学的に結合され、
前記第２の出射領域は外部の光導波体と光学的に結合され、
前記第１の方向に分岐された光は光路変更せずに前記第１の出射領域に到達する、
ことを特徴とする光学部材。
【請求項２】
前記入射領域、前記第１の出射領域及び前記第２の出射領域はいずれもコリメートレンズを含み、
前記分岐領域は、前記入射領域によってコリメートされた光の外周の少なくとも一部を前記第１の方向に分岐する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光学部材。
【請求項３】
前記分岐領域は、前記入射領域によってコリメートされた光の外周の全体を前記第１の方向に分岐する、
ことを特徴とする請求項２に記載の光学部材。
【請求項４】
前記発光素子と前記光モニタは前記光学部材に対して同じ側に設けられ、
前記分岐領域は、前記分岐領域に入射する光の一部を前記第１の方向に反射して前記第１の出射領域に結合する反射面を有する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光学部材。
【請求項５】
前記入射領域と前記分岐領域との間に、前記入射領域から入射した光を前記分岐領域に偏向する偏向部を更に備える、
ことを特徴とする請求項４に記載の光学部材。
【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２０１３−４５０２４（Ｐ２０１３−４５０２４Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８４１１２（Ｐ２０１１−１８４１１２）
【出願日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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