光通信モジュール及び光結合部材
【課題】半導体レーザ素子から光ファイバに入射された光が半導体レーザ素子に戻ることを抑制した光通信モジュールを与える。
【解決手段】面発光レーザと、面発光レーザからの出射光を受け取る光ファイバと、出射光を光ファイバに結合する光結合部材とを備え、光結合部材は、出射光をコリメートし、コリメート光を出射する第１レンズ部と、コリメート光を光ファイバの方向に反射する反射面を有する反射部と、中心軸が、反射光の光軸とずれて配置され、反射光を光ファイバのコア部に集光する第２レンズ部と、光ファイバのコア部で反射して光結合部材に戻る戻り光を、面発光レーザに向かわない方向に逃がす戻り光逃げ部とを有する光通信モジュールが提供される。
【解決手段】面発光レーザと、面発光レーザからの出射光を受け取る光ファイバと、出射光を光ファイバに結合する光結合部材とを備え、光結合部材は、出射光をコリメートし、コリメート光を出射する第１レンズ部と、コリメート光を光ファイバの方向に反射する反射面を有する反射部と、中心軸が、反射光の光軸とずれて配置され、反射光を光ファイバのコア部に集光する第２レンズ部と、光ファイバのコア部で反射して光結合部材に戻る戻り光を、面発光レーザに向かわない方向に逃がす戻り光逃げ部とを有する光通信モジュールが提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信モジュール及び光結合部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体レーザ光源から発した光を光ファイバに光学的に結合する光通信モジュールにおいて、光ファイバの入射面で反射して半導体レーザに戻る戻り光を抑制する技術が知られている。例えば、アイソレータを用いる技術、及び、光ファイバの入射端面を斜めに加工し、更に光ファイバ自体を傾斜させることで、光ファイバの光軸方向と、入射光の光軸方向に角度をつけて入射光と反射光を分離する技術が知られている。（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１ 特開２００９−９８６０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、アイソレータを用いるとコストが高くなってしまう。また、光ファイバを傾斜させる場合、調心工程において光ファイバを傾斜させたままで調心しなければならず、特殊な工具及び部品が必要となる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、面発光レーザと、面発光レーザから出射された出射光を受け取る光ファイバと、出射光を光ファイバに光学的に結合する光結合部材とを備え、光結合部材は、出射光をコリメートし、コリメート光を出射する第１レンズ部と、第１レンズ部からのコリメート光を光ファイバの方向に反射する反射面を有する反射部と、中心軸が、反射面によって反射した反射光の光軸とずれて配置され、反射光を光ファイバのコア部に集光する第２レンズ部と、反射光のうちの光軸に沿った成分が、光ファイバのコア部で反射して光結合部材に戻る戻り光を、面発光レーザに向かわない方向に逃がす戻り光逃げ部とを有する光通信モジュールが提供される。
【０００５】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光通信モジュールの側面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る光通信モジュールの側面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る光通信モジュールの側面図である。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る光通信モジュールの側面図である。
【図５】本発明の第５の実施形態に係る光通信モジュールの側面図である。
【図６】本発明の第６の実施形態に係る光通信モジュールの側面図である。
【図７】本発明の第７の実施形態に係る光通信モジュールの側面図である。
【図８】本発明の第８の実施形態に係る光通信モジュールの斜視図である。
【図９】図８に示す光通信モジュールの光結合部材を光ファイバ側から見た正面図である。
【図１０】本発明の第９の実施形態に係る光通信モジュールの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００８】
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる光通信モジュール１００を示す。光通信モジュール１００は、面発光レーザ１０と、光ファイバ２１と、光結合部材３０とを備える。面発光レーザ１０は、ＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ）であってよい。面発光レーザ１０は回路基板１２に実装される。
【０００９】
光ファイバ２１は、面発光レーザ１０から出射された出射光を受け取る。光ファイバ２１は、光を伝送するコア部２４及びコア部２４を包囲するクラッド２８を有する光導波路２０と、光導波路２０の端部に結合したフェルール２２を有してよい。
【００１０】
光結合部材３０は、面発光レーザ１０からの出射光を光ファイバ２１に光学的に結合する。この場合光学的に結合するとは、面発光レーザ１０から出射された出射光の方向を変換して光ファイバ２１のコア部２４に入射させることを指す。
【００１１】
光結合部材３０は、面発光レーザ１０に対向し、法線が面発光レーザ１０の出射光の光軸と平行な第１の面３２と、フェルール２２の入射側端面に対向し、法線が面発光レーザ１０の出射光の光軸と垂直な第２の面３４と、第１の面３２及び第２の面３４と交わる反射面６２とを有する。第１の面３２及び第２の面３４と、反射面６２を延長した面とは４５°で交わり、第１の面３２と第２の面３４は９０°の角度で交わる。
【００１２】
光結合部材３０は、第１の面３２、第２の面３４、反射面６２を側面とする多角柱形状を有してよい。また、光結合部材３０は、第１の面３２と反射面６２とがなす角、及び、第２の面３４と反射面６２とがなす角を面取りした形状を有してもよい。
【００１３】
光結合部材３０は、第１レンズ部５０と、反射部６０と、第２レンズ部８０と、戻り光逃げ部９０とを有する。第１レンズ部５０は、面発光レーザ１０に対向して第１の面３２に設けられる。第１レンズ部５０は、面発光レーザ１０からの出射光をコリメートし、コリメート光を出射する。第１レンズ部５０は、光軸が出射光の光軸と一致するように設けられた非球面マイクロレンズで構成されてよい。第１レンズ部５０によれば、面発光レーザ１０からの出射光と反射面６２とのなす角を一定にすることができる。このため、面発光レーザ１０の出射光を精度良く光ファイバ２１に伝達できる。
【００１４】
反射部６０は、第１レンズ部５０からのコリメート光を光ファイバ２１の方向に反射する反射面６２を有する。反射面６２は、面発光レーザ１０からの出射光の光軸方向に対する傾斜角が約４５°であってよい。反射面６２は、第１レンズ部５０からのコリメート光を光ファイバ２１の方向に全反射する。反射面６２の傾斜角は、全反射の条件を満たせば、４５°に限定されない。
【００１５】
第２レンズ部８０は、フェルール２２の端面に対向して第２の面３４に設けられる。第２レンズ部８０は、反射部６０によって反射された反射光を光ファイバ２１のコア部２４に集光する。第２レンズ部８０は、反射面６２で反射した反射光の光軸と一致する光軸を有する非球面マイクロレンズで構成されてよい。第２レンズ部８０は、中心軸Ａが、反射面６２によって反射した反射光の光軸とずれて配置される。ここで、中心軸Ａは、第２レンズ部８０の光軸を通る直線を指す。また、反射光の光軸とは、第１レンズ部５０の中心軸を通った光線が反射面６２によって反射した光線の光軸を指す。
【００１６】
面発光レーザ１０からの出射光の光軸方向における第２レンズ部８０の径は、第１レンズ部５０の反射光の光軸方向における径より大きくてよい。第２レンズ部８０の径を第１レンズ部５０の径より大きくすることにより、第２レンズ部８０の光軸を反射光の光軸とずらしても、光ファイバ２１のコア部２４の端面で反射した光を第２レンズ部８０の有効径内で受け取ることができる。
【００１７】
第２レンズ部８０の中心軸Ａは、反射面６２で反射した反射光の光軸に対して、面発光レーザ１０の出射光の光軸方向にずれて設けられてよい。中心軸Ａは、出射光の光軸方向において、反射面６２で反射した反射光の光軸より上側に設けられてよい。中心軸Ａと反射光の光軸との間のずれの量は、第２レンズ部８０の有効半径より小さい。
【００１８】
戻り光逃げ部９０は、反射面６２で反射した反射光のうちの光軸に沿った成分が、光ファイバ２１のコア部２４で反射して光結合部材３０に戻る戻り光を、面発光レーザ１０に向かわない方向に逃がす。ここで、戻り光とは、第２レンズ部８０を通過して光ファイバ２１に入射した光の一部が光ファイバ２１のコア部２４の端面で反射して光結合部材３０に戻る光を指す。
【００１９】
反射防止処理が施されていない場合、光ファイバ２１のコア部２４の端面であるガラス面と空気との界面では、約４％の反射光が生じる。この反射光が戻り光となって、面発光レーザ１０に再入射すると、雑音を生じさせる。戻り光逃げ部９０は、戻り光を面発光レーザ１０に向かわない方向に逃がすことで、雑音の発生を抑制する。
【００２０】
戻り光逃げ部９０は、第２の面３４から延長された入射面を有し、当該入射面に戻り光を受け取る。当該入射面には第２レンズ部８０の一部が形成されてよい。戻り光逃げ部９０は第２レンズ部８０を介して戻り光を受け取ってもよい。
【００２１】
戻り光逃げ部９０は、面発光レーザ１０からの出射光の光軸と平行な逃げ面９２を含む。逃げ面９２は、反射面６２の上端から延長された面であってよい。逃げ面９２は、法線が反射面６２で反射する反射光の光軸と平行な平坦面であってよい。逃げ面９２は、第２レンズ部８０及び戻り光逃げ部９０を通過した戻り光を透過させ、光結合部材３０の外部に逃がす。
【００２２】
逃げ面９２は、反射面６２において、面発光レーザ１０からの出射光の光軸が交わる位置よりも、面発光レーザ１０からの出射光の光軸方向にずれて設けられてよい。逃げ面９２は、反射面６２において、中心軸Ａよりも、上側に設けられる。また、第２レンズ部８０の中心軸Ａが出射光の光軸に対して左または右にずれている場合、戻り光逃げ部９０は、第２レンズ部８０よりも左側または右側に配置される。
【００２３】
面発光レーザ１０から出射された出射光は、反射面６２で全反射し、第２レンズ部８０で屈折して、光ファイバ２１のコア部２４に入射する。光ファイバ２１のコア部２４の端面で反射した光は第２レンズ部８０に再び入射して屈折し、戻り光逃げ部９０を通過して、逃げ面９２から光結合部材３０の外側に逃げる。したがって、面発光レーザ１０は、戻り光を受け取らないので、雑音の発生が抑制される。その結果、面発光レーザ１０から出力される光信号の劣化を防止することができる。
【００２４】
次に、光結合部材３０の製造方法について説明する。光結合部材３０は、金型を用いた樹脂の射出成形により製造することができる。光結合部材３０の材料となる樹脂として、ウルテム（商標）などの屈折率の高い樹脂材料が挙げられる。ウルテム以外の樹脂材料を使用してもよい。金型に、加熱により溶融した樹脂を流し込み、冷却した後に型抜きすることにより、第１レンズ部５０、反射部６０、第２レンズ部８０、及び、戻り光逃げ部９０が一体成形された光結合部材３０が製造される。
【００２５】
光通信モジュール１００は、モジュール構造を大幅に変更することなく、面発光レーザ１０への戻り光の再入射を防止することができる。また、金型を使用して製造することができるので、特殊な部品または工具を使った加工が不要である。さらに、モジュール全体の構造が単純なので、特殊な治具を使った調心作業も不要である。したがって、製造コストを抑えられるとともに、作業性の良い、戻り光防止機能付きの光通信モジュールを提供することができる。
【００２６】
図２は、本発明の第２の実施形態に係る光通信モジュール２００を示す。光通信モジュール２００は、図１に示す光通信モジュール１００と、戻り光逃げ部９０の構成が異なる。
【００２７】
第２の実施形態において、戻り光逃げ部９０は、反射面６２上に設けられた散乱部９４を含む。散乱部９４は反射面６２の他の領域に比べ光の散乱度が高い部分を指す。散乱部９４は、反射部６０の反射面６２の表面の一部を粗く形成したものであってよい。散乱部９４はテクスチャ加工により形成してよい。
【００２８】
散乱部９４は、反射面６２において、面発光レーザ１０からの出射光の光軸で交わる位置よりも、面発光レーザ１０の出射光の光軸方向にずれて設けられる。散乱部９４は、反射面６２において、面発光レーザ１０からの出射光の光軸方向に沿って中心軸Ａよりも上側に設けられてよい。散乱部９４は、光ファイバ２１のコア部２４の端面で反射し、第２レンズ部８０に入射して屈折し、戻り光逃げ部９０を通過した戻り光を、光結合部材３０の外部に逃がす。
【００２９】
図３は、本発明の第３の実施形態に係る光通信モジュール３００を示す。光通信モジュール３００は、モニタ部４０をさらに備える。モニタ部４０は、戻り光逃げ部９０が逃がした光をモニタする。モニタ部４０は、光結合部材３０をはさんで光ファイバ２１の反対側に配置される。
【００３０】
モニタ部４０は、ｐｉｎフォトダイオード、アバランシェフォトダイオードなどの平面型の受光素子であってよい。モニタ部４０は逃げ面９２と平行な検出面を含む。検出面は、逃げ面９２に対して位置決めされる。モニタ部４０は基板４２に実装されてよい。また、モニタ部４０は、逃げ面９２に接して設けられてもよい。
【００３１】
モニタ部４０は、検出面に入射する光の強度をモニタする。回路基板１２に実装されたフィードバック回路は、モニタ部４０がモニタした光の強度に基づいて、面発光レーザ１０からの出射光の強度が一定となるように面発光レーザ１０の駆動電流をフィードバック制御する。
【００３２】
図４は、本発明の第４の実施形態に係る光通信モジュール４００を示す。光通信モジュール４００は、図１に示す光通信モジュール１００と、光ファイバ２１のコア部２４の端面２６の構成及び第２レンズ部８０の構成が異なる。
【００３３】
第４の実施形態において、光ファイバ２１のコア部２４の端面２６は、反射面６２で反射する反射光の光軸を法線とする面に対して角度を有する。つまり、第２レンズ部８０からの入射光が入射する光ファイバ２１のコア部２４の端面２６の法線は、反射面６２で反射した反射光の光軸と平行ではない。コア部２４の端面２６は、反射面６２で反射する反射光の光軸を法線とする面に対して傾斜角を有するように斜めに研磨加工されている。傾斜角は、例えば、１°〜１０°である。
【００３４】
光結合部材３０から入射光が入射する光ファイバ２１の端面２６は、端面２６において入射光が反射した光が戻り光逃げ部９０に向かうような方向に傾斜する。つまり、光ファイバ２１のコア部２４の端面２６は、法線が面発光レーザ１０とは反対側を向くように、傾斜した面であってよい。
【００３５】
第４の実施形態において、第２レンズ部８０の径は、図１に示す光通信モジュール１００の第２レンズ部８０の径より大きくてよい。光ファイバ２１のコア部２４の端面２６は傾斜しているので、端面２６の法線と、入射光の主光線とのなす角度は、端面２６が傾斜していない場合に比べ大きくなる。その結果、入射光の主光線と端面２６で反射した反射光の主光線とのなす角度が大きくなる。
【００３６】
第２レンズ部８０の径を大きくすることにより、第２レンズ部８０は、端面２６で反射した反射光を有効径内で受け取ることができる。したがって、戻り光逃げ部９０は、光ファイバ２１のコア部２４の端面２６で反射し、第２レンズ部８０に入射した戻り光を屈折させ、戻り光逃げ部９０の上面で反射する光を低減して、逃げ面９２において光結合部材３０の外側に逃がすことができる。
【００３７】
図５は、本発明の第５の実施形態に係る光通信モジュール５００を示す。光通信モジュール５００は、図２に示す光通信モジュール２００と、光ファイバ２１のコア部２４の端面２６の構成及び第２レンズ部８０の構成が異なる。光ファイバ２１のコア部２４の端面２６の構成及び第２レンズ部８０の構成は、図４に示す光通信モジュール４００と同様なので説明を省略する。
【００３８】
図６は、本発明の第６の実施形態に係る光通信モジュール６００を示す。光通信モジュール６００は、反射面６２と面発光レーザ１０からの出射光の光軸方向とのなす角度が図１に示す光通信モジュール１００と異なる。第６の実施形態において、反射部６０の反射面６２と面発光レーザ１０からの出射光の光軸方向とのなす角度は４５度より小さい。
【００３９】
反射面６２は、面発光レーザ１０からの出射光が反射面６２で全反射する限り、４５°より小さい傾斜角θを有してよい。傾斜角θは、例えば４５°より１〜５°小さい。傾斜角θを４５°より小さくすることにより、反射部６０から光ファイバ２１に向かう方向において光結合部材３０の寸法を小さくすることができる。結果として、よりコンパクトな光通信モジュール６００を提供できる。
【００４０】
図７は、本発明の第７の実施形態に係る光通信モジュール７００を示す。光通信モジュール７００は、第２レンズ部８０の構成及び光結合部材３０の構成が図１に示す光通信モジュール１００と異なる。第２レンズ部８０は、面発光レーザ１０と反対側の端部８４が反射面６２で反射する反射光の光軸方向と平行に面取りされた端面８２を有する。
【００４１】
つまり、第２レンズ部８０は、レンズ有効径の一部が面発光レーザ１０と反対側の端部８４でカットされている。カットされて生じた端面８２は、面発光レーザ１０からの出射光の光軸と垂直な面である。第２レンズ部８０は、面発光レーザ１０からの出射光の光軸方向において、中心軸Ａより上側に端部８４を有する。図７の光結合部材３０は、図１の光結合部材３０から、第１レンズ部５０の一部と戻り光逃げ部９０を除去した構成を有する。
【００４２】
反射部６０の面発光レーザ１０と反対側の端部６６が、第２レンズ部８０の端面８２と同一面の端面６４を有する。つまり、反射部６０は、面発光レーザ１０と反対側の端部６６でカットされている。カットされて生じた端面６４は、面発光レーザ１０からの出射光の光軸と垂直な面である。反射部６０は、面発光レーザ１０からの出射光の光軸方向において、中心軸Ａより上側に端部６６を有する。端面６４は、反射面６２で反射した反射光の光軸方向と平行に面取りされた面である。端面８２と端面６４は面発光レーザ１０からの出射光の光軸方向と垂直な同一面を有する。光結合部材３０は、戻り光逃げ部９０を有しない。
【００４３】
端面６４は、第１レンズ部５０からのコリメート光が全て反射面６２に当たるように設けられる。つまり、端面６４と反射面６２との境界は、反射面６２において第１レンズ部５０からのコリメート光が当たる領域よりも上側にある。
【００４４】
第７の実施形態において、反射面６２で反射した反射光のうちの光軸に沿った成分が光ファイバ２１のコア部２４で反射し、面取りされた第２レンズ部８０の端部８４の外側を通過する。つまり、第２レンズ部８０から光ファイバ２１のコア部２４に入射する入射光の主光線は、一部が光ファイバ２１のコア部２４の端面で反射する。反射した光の主光線は、面取りされた第２レンズ部８０の端部８４の外側を通過するので、戻り光とならない。
【００４５】
図８は、本発明の第８の実施形態に係る一次元アレイ型の光通信モジュール１０００を示す。光通信モジュール１０００は、アレイ状に設けられた面発光レーザ１０と、光ファイバ２１と、光結合部材３０とを備える。面発光レーザ１０は、回路基板１２上においてＸ軸方向に沿って等間隔で配置される。面発光レーザ１０の間隔は、例えば、約２５０μｍである。光結合部材３０は、Ｘ軸方向に伸長して設けられる。
【００４６】
第８の実施形態において、光結合部材３０は、面発光レーザ１０に対応して設けられたアレイ状の第１レンズ部５０と、反射面６２を有する反射部６０と、第１レンズ部５０に対応して設けられたアレイ状の第２レンズ部８０と、それぞれの第２レンズ部８０に対応して設けられた戻り光逃げ部９０とを有する。光ファイバ２１は、それぞれの第２レンズ部８０に対応して設けられる。
【００４７】
第１レンズ部５０は第１の面３２においてＸ軸方向に沿ってアレイ状に設けられる。第１レンズ部５０は、面発光レーザ１０から出射された出射光をコリメートする。反射部６０の反射面６２は、コリメート光を光ファイバ２１の方向に全反射する。
【００４８】
第２レンズ部８０は第２の面３４においてＸ軸方向に沿ってアレイ状に設けられる。第２レンズ部８０は、中心軸が、反射面６２によって反射した反射光の光軸とずれて配置される。第２レンズ部８０は、反射面６２で反射した反射光を光ファイバ２１のコア部２４に集光する。
【００４９】
戻り光逃げ部９０は、反射面６２において、面発光レーザ１０からの出射光の光軸が交わる位置よりも、Ｚ軸方向にずれて設けられる。戻り光逃げ部９０は、第２の面３４に平行な逃げ面９２を含む。逃げ面９２は、Ｘ軸方向に沿った連続面として構成されている。逃げ面９２は、それぞれの第２レンズ部８０に対応して不連続に設けられてもよい。
【００５０】
光ファイバ２１のコア部２４の端面で反射して第２レンズ部８０に入射する戻り光を戻り光逃げ部９０に誘導するために、第２レンズ部８０の径は、第１レンズ部５０の径より大きい。そのため、第２レンズ部８０を円形の非球面レンズによって構成すると、第２レンズ部８０をアレイ状に配置した場合に、光結合部材３０のＸ軸方向の寸法が大きくなってしまう。そこで、第８の実施形態において、第２レンズ部８０は、面発光レーザ１０からの出射光の光軸方向に縦長のレンズによって構成する。
【００５１】
図９は、光通信モジュール１０００の光結合部材３０を光ファイバ２１の方向から見た正面図を示す。第２レンズ部８０は、Ｚ軸方向に縦長のレンズである。縦長の第２レンズ部８０はそれぞれの第１レンズ部５０に対応して等間隔に設けられている。第２レンズ部８０を縦長形状とすることにより、Ｘ軸方向における第２レンズ部８０の間隔を狭くすることができる。結果として、コンパクトな一次元アレイ型の光通信モジュール１０００を提供できる。
【００５２】
次に、光結合部材３０の製造方法について説明する。第８の実施形態に係る光結合部材３０は、金型を用いた樹脂の射出成形により製造することができる。光結合部材３０の材料となる樹脂として、ウルテム（商標）などの屈折率の高い樹脂材料が挙げられる。ウルテム以外の樹脂材料を使用してもよい。金型に、加熱により溶解した樹脂を流し込み、冷却した後に型抜きすることにより、アレイ状の第１レンズ部５０、アレイ状の第２レンズ部８０、反射部６０及び戻り光逃げ部９０が一体成形された光結合部材３０が製造される。
【００５３】
光通信モジュール１０００に用いる光結合部材３０は、金型を使用して製造するため、アレイ状の第１レンズ部５０、アレイ状の第２レンズ部８０及び戻り光逃げ部９０を１回の射出成形で同時に作製することができる。そのため、製造コストを抑えることができる。また、複雑な調心作業も不要なので、作業性もよい。結果として、製造コストを抑えつつ、作業性のよい、戻り光防止機能を有する一次元アレイ型の光通信モジュール１０００を提供することができる。
【００５４】
なお、図８では、複数の面発光レーザ１０が直線上に配列された例を示したが、面発光レーザ１０は、直線上に配列されずともよい。例えば、面発光レーザ１０は、Ｙ軸方向における位置が隣接する面発光レーザ１０において変化するように配列されてもよい。この場合、対応する第１レンズ部５０、第２レンズ部８０、及び光ファイバ２１の位置も変化する。
【００５５】
図１０は、本発明の第９の実施形態に係る光通信モジュール２０００を示す。光通信モジュール２０００は、アレイ状に設けられた面発光レーザ１０と、光ファイバ２１と、光結合部材３０とを備える。面発光レーザ１０は、回路基板１２上においてＹ軸方向に沿って等間隔で配置される。面発光レーザ１０の間隔は、例えば、約２５０μｍである。光結合部材３０は、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に伸長して設けられる。
【００５６】
光結合部材３０は、面発光レーザ１０に対応して設けられたアレイ状の第１レンズ部５０と、反射面６２を有する反射部６０と、第１レンズ部５０に対応して設けられたアレイ状の第２レンズ部８０と、それぞれの第２レンズ部８０に対応して設けられた戻り光逃げ部９０とを有する。光ファイバ２１は、それぞれの第２レンズ部８０に対応して設けられる。
【００５７】
第１レンズ部５０は、第１の面３２において、面発光レーザ１０に対応してＹ軸方向に沿ってアレイ状に設けられる。第１レンズ部５０は、面発光レーザ１０から出射された出射光をコリメートする。反射部６０の反射面６２は、コリメート光を光ファイバ２１の方向に全反射する。第２レンズ部８０は、第２の面３４において、Ｚ軸方向に沿ってアレイ状に設けられる。
【００５８】
第２レンズ部８０は、中心軸が、反射面６２によって反射した反射光の光軸とずれて配置される。第２レンズ部８０は、反射面６２で反射した反射光を光ファイバ２１のコア部２４に集光する。光ファイバ２１は、アレイ状の第２レンズ部８０に対応してＺ軸方向に並んで設けられる。
【００５９】
戻り光逃げ部９０は、反射面６２において、それぞれの面発光レーザ１０の出射光の光軸が交わる位置よりもＺ軸方向にずれて設けられた、第２の面３４と平行な逃げ面９２を含む。逃げ面９２は、反射面６２において、それぞれの第２レンズ部８０に対応して等間隔に設けられる。
【００６０】
なお、図１０では、複数の面発光レーザ１０が直線上に配列された例を示したが、面発光レーザ１０は、直線上に配列されずともよい。例えば、面発光レーザ１０は、Ｘ軸方向における位置が隣接する面発光レーザ１０において変化するように配列されてもよい。この場合、対応する第１レンズ部５０、逃げ面９２、第２レンズ部８０、及び光ファイバ２１の位置も変化する。
【００６１】
第９の実施形態において、光通信モジュール２０００は、二次元アレイ型の光通信モジュールであってもよい。二次元アレイ型光通信モジュールは、二次元アレイ状に設けられた面発光レーザ１０と、光ファイバ２１と、光結合部材３０とを備える。面発光レーザ１０は、反射面６２で反射した反射光の光軸方向と平行な第１の方向（図８のＹ軸方向）、及び第１の方向と出射光の光軸方向とに垂直な第２の方向（図８のＸ軸方向）にマトリクス状に等間隔で配置される。面発光レーザ１０のＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれの間隔は、例えば、約２５０μｍである。
【００６２】
第９の実施形態における光結合部材３０は、図８に示す光結合部材３０と図１０に示す光結合部材３０とを組み合わせて構成する。第９の実施形態における光結合部材３０は、第１の面３２において面発光レーザ１０に対応して設けられた二次元アレイ状の第１レンズ部５０と、反射面６２を有する反射部６０と、第２の面３４において第１レンズ部５０に対応して設けられた二次元アレイ状の第２レンズ部８０と、第２レンズ部８０に対応して設けられた戻り光逃げ部９０とを有する。光ファイバ２１は、二次元アレイ状の第２レンズ部８０に対応して並んで設けられる。
【００６３】
第９の実施形態において、逃げ面９２は、第２の面３４に平行でかつＸ軸方向に連続な面であってよいそれぞれの逃げ面９２は、反射面６２に沿って互いに平行に等間隔で設けられてよい。他に、戻り光逃げ部９０は、図２に示した散乱部９４を含んでもよい。
【００６４】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００６５】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００６６】
１０・・・面発光レーザ、１２・・・回路基板、２０・・・光導波路、２２・・・フェルール、２４・・・コア部、２６、６４、８２・・・端面、２８・・・クラッド、３０・・・光結合部材、４０・・・モニタ部、４２・・・基板、５０・・・第１レンズ部、６０・・・反射部、６２・・・反射面、６６、８４・・・端部、８０・・・第２レンズ部、９０・・・戻り光逃げ部、９２・・・逃げ面、９４・・・散乱部、１００、２００、３００、４００、５００，６００、７００、１０００、２０００・・・光通信モジュール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信モジュール及び光結合部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体レーザ光源から発した光を光ファイバに光学的に結合する光通信モジュールにおいて、光ファイバの入射面で反射して半導体レーザに戻る戻り光を抑制する技術が知られている。例えば、アイソレータを用いる技術、及び、光ファイバの入射端面を斜めに加工し、更に光ファイバ自体を傾斜させることで、光ファイバの光軸方向と、入射光の光軸方向に角度をつけて入射光と反射光を分離する技術が知られている。（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１ 特開２００９−９８６０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、アイソレータを用いるとコストが高くなってしまう。また、光ファイバを傾斜させる場合、調心工程において光ファイバを傾斜させたままで調心しなければならず、特殊な工具及び部品が必要となる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、面発光レーザと、面発光レーザから出射された出射光を受け取る光ファイバと、出射光を光ファイバに光学的に結合する光結合部材とを備え、光結合部材は、出射光をコリメートし、コリメート光を出射する第１レンズ部と、第１レンズ部からのコリメート光を光ファイバの方向に反射する反射面を有する反射部と、中心軸が、反射面によって反射した反射光の光軸とずれて配置され、反射光を光ファイバのコア部に集光する第２レンズ部と、反射光のうちの光軸に沿った成分が、光ファイバのコア部で反射して光結合部材に戻る戻り光を、面発光レーザに向かわない方向に逃がす戻り光逃げ部とを有する光通信モジュールが提供される。
【０００５】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光通信モジュールの側面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る光通信モジュールの側面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る光通信モジュールの側面図である。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る光通信モジュールの側面図である。
【図５】本発明の第５の実施形態に係る光通信モジュールの側面図である。
【図６】本発明の第６の実施形態に係る光通信モジュールの側面図である。
【図７】本発明の第７の実施形態に係る光通信モジュールの側面図である。
【図８】本発明の第８の実施形態に係る光通信モジュールの斜視図である。
【図９】図８に示す光通信モジュールの光結合部材を光ファイバ側から見た正面図である。
【図１０】本発明の第９の実施形態に係る光通信モジュールの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００８】
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる光通信モジュール１００を示す。光通信モジュール１００は、面発光レーザ１０と、光ファイバ２１と、光結合部材３０とを備える。面発光レーザ１０は、ＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ）であってよい。面発光レーザ１０は回路基板１２に実装される。
【０００９】
光ファイバ２１は、面発光レーザ１０から出射された出射光を受け取る。光ファイバ２１は、光を伝送するコア部２４及びコア部２４を包囲するクラッド２８を有する光導波路２０と、光導波路２０の端部に結合したフェルール２２を有してよい。
【００１０】
光結合部材３０は、面発光レーザ１０からの出射光を光ファイバ２１に光学的に結合する。この場合光学的に結合するとは、面発光レーザ１０から出射された出射光の方向を変換して光ファイバ２１のコア部２４に入射させることを指す。
【００１１】
光結合部材３０は、面発光レーザ１０に対向し、法線が面発光レーザ１０の出射光の光軸と平行な第１の面３２と、フェルール２２の入射側端面に対向し、法線が面発光レーザ１０の出射光の光軸と垂直な第２の面３４と、第１の面３２及び第２の面３４と交わる反射面６２とを有する。第１の面３２及び第２の面３４と、反射面６２を延長した面とは４５°で交わり、第１の面３２と第２の面３４は９０°の角度で交わる。
【００１２】
光結合部材３０は、第１の面３２、第２の面３４、反射面６２を側面とする多角柱形状を有してよい。また、光結合部材３０は、第１の面３２と反射面６２とがなす角、及び、第２の面３４と反射面６２とがなす角を面取りした形状を有してもよい。
【００１３】
光結合部材３０は、第１レンズ部５０と、反射部６０と、第２レンズ部８０と、戻り光逃げ部９０とを有する。第１レンズ部５０は、面発光レーザ１０に対向して第１の面３２に設けられる。第１レンズ部５０は、面発光レーザ１０からの出射光をコリメートし、コリメート光を出射する。第１レンズ部５０は、光軸が出射光の光軸と一致するように設けられた非球面マイクロレンズで構成されてよい。第１レンズ部５０によれば、面発光レーザ１０からの出射光と反射面６２とのなす角を一定にすることができる。このため、面発光レーザ１０の出射光を精度良く光ファイバ２１に伝達できる。
【００１４】
反射部６０は、第１レンズ部５０からのコリメート光を光ファイバ２１の方向に反射する反射面６２を有する。反射面６２は、面発光レーザ１０からの出射光の光軸方向に対する傾斜角が約４５°であってよい。反射面６２は、第１レンズ部５０からのコリメート光を光ファイバ２１の方向に全反射する。反射面６２の傾斜角は、全反射の条件を満たせば、４５°に限定されない。
【００１５】
第２レンズ部８０は、フェルール２２の端面に対向して第２の面３４に設けられる。第２レンズ部８０は、反射部６０によって反射された反射光を光ファイバ２１のコア部２４に集光する。第２レンズ部８０は、反射面６２で反射した反射光の光軸と一致する光軸を有する非球面マイクロレンズで構成されてよい。第２レンズ部８０は、中心軸Ａが、反射面６２によって反射した反射光の光軸とずれて配置される。ここで、中心軸Ａは、第２レンズ部８０の光軸を通る直線を指す。また、反射光の光軸とは、第１レンズ部５０の中心軸を通った光線が反射面６２によって反射した光線の光軸を指す。
【００１６】
面発光レーザ１０からの出射光の光軸方向における第２レンズ部８０の径は、第１レンズ部５０の反射光の光軸方向における径より大きくてよい。第２レンズ部８０の径を第１レンズ部５０の径より大きくすることにより、第２レンズ部８０の光軸を反射光の光軸とずらしても、光ファイバ２１のコア部２４の端面で反射した光を第２レンズ部８０の有効径内で受け取ることができる。
【００１７】
第２レンズ部８０の中心軸Ａは、反射面６２で反射した反射光の光軸に対して、面発光レーザ１０の出射光の光軸方向にずれて設けられてよい。中心軸Ａは、出射光の光軸方向において、反射面６２で反射した反射光の光軸より上側に設けられてよい。中心軸Ａと反射光の光軸との間のずれの量は、第２レンズ部８０の有効半径より小さい。
【００１８】
戻り光逃げ部９０は、反射面６２で反射した反射光のうちの光軸に沿った成分が、光ファイバ２１のコア部２４で反射して光結合部材３０に戻る戻り光を、面発光レーザ１０に向かわない方向に逃がす。ここで、戻り光とは、第２レンズ部８０を通過して光ファイバ２１に入射した光の一部が光ファイバ２１のコア部２４の端面で反射して光結合部材３０に戻る光を指す。
【００１９】
反射防止処理が施されていない場合、光ファイバ２１のコア部２４の端面であるガラス面と空気との界面では、約４％の反射光が生じる。この反射光が戻り光となって、面発光レーザ１０に再入射すると、雑音を生じさせる。戻り光逃げ部９０は、戻り光を面発光レーザ１０に向かわない方向に逃がすことで、雑音の発生を抑制する。
【００２０】
戻り光逃げ部９０は、第２の面３４から延長された入射面を有し、当該入射面に戻り光を受け取る。当該入射面には第２レンズ部８０の一部が形成されてよい。戻り光逃げ部９０は第２レンズ部８０を介して戻り光を受け取ってもよい。
【００２１】
戻り光逃げ部９０は、面発光レーザ１０からの出射光の光軸と平行な逃げ面９２を含む。逃げ面９２は、反射面６２の上端から延長された面であってよい。逃げ面９２は、法線が反射面６２で反射する反射光の光軸と平行な平坦面であってよい。逃げ面９２は、第２レンズ部８０及び戻り光逃げ部９０を通過した戻り光を透過させ、光結合部材３０の外部に逃がす。
【００２２】
逃げ面９２は、反射面６２において、面発光レーザ１０からの出射光の光軸が交わる位置よりも、面発光レーザ１０からの出射光の光軸方向にずれて設けられてよい。逃げ面９２は、反射面６２において、中心軸Ａよりも、上側に設けられる。また、第２レンズ部８０の中心軸Ａが出射光の光軸に対して左または右にずれている場合、戻り光逃げ部９０は、第２レンズ部８０よりも左側または右側に配置される。
【００２３】
面発光レーザ１０から出射された出射光は、反射面６２で全反射し、第２レンズ部８０で屈折して、光ファイバ２１のコア部２４に入射する。光ファイバ２１のコア部２４の端面で反射した光は第２レンズ部８０に再び入射して屈折し、戻り光逃げ部９０を通過して、逃げ面９２から光結合部材３０の外側に逃げる。したがって、面発光レーザ１０は、戻り光を受け取らないので、雑音の発生が抑制される。その結果、面発光レーザ１０から出力される光信号の劣化を防止することができる。
【００２４】
次に、光結合部材３０の製造方法について説明する。光結合部材３０は、金型を用いた樹脂の射出成形により製造することができる。光結合部材３０の材料となる樹脂として、ウルテム（商標）などの屈折率の高い樹脂材料が挙げられる。ウルテム以外の樹脂材料を使用してもよい。金型に、加熱により溶融した樹脂を流し込み、冷却した後に型抜きすることにより、第１レンズ部５０、反射部６０、第２レンズ部８０、及び、戻り光逃げ部９０が一体成形された光結合部材３０が製造される。
【００２５】
光通信モジュール１００は、モジュール構造を大幅に変更することなく、面発光レーザ１０への戻り光の再入射を防止することができる。また、金型を使用して製造することができるので、特殊な部品または工具を使った加工が不要である。さらに、モジュール全体の構造が単純なので、特殊な治具を使った調心作業も不要である。したがって、製造コストを抑えられるとともに、作業性の良い、戻り光防止機能付きの光通信モジュールを提供することができる。
【００２６】
図２は、本発明の第２の実施形態に係る光通信モジュール２００を示す。光通信モジュール２００は、図１に示す光通信モジュール１００と、戻り光逃げ部９０の構成が異なる。
【００２７】
第２の実施形態において、戻り光逃げ部９０は、反射面６２上に設けられた散乱部９４を含む。散乱部９４は反射面６２の他の領域に比べ光の散乱度が高い部分を指す。散乱部９４は、反射部６０の反射面６２の表面の一部を粗く形成したものであってよい。散乱部９４はテクスチャ加工により形成してよい。
【００２８】
散乱部９４は、反射面６２において、面発光レーザ１０からの出射光の光軸で交わる位置よりも、面発光レーザ１０の出射光の光軸方向にずれて設けられる。散乱部９４は、反射面６２において、面発光レーザ１０からの出射光の光軸方向に沿って中心軸Ａよりも上側に設けられてよい。散乱部９４は、光ファイバ２１のコア部２４の端面で反射し、第２レンズ部８０に入射して屈折し、戻り光逃げ部９０を通過した戻り光を、光結合部材３０の外部に逃がす。
【００２９】
図３は、本発明の第３の実施形態に係る光通信モジュール３００を示す。光通信モジュール３００は、モニタ部４０をさらに備える。モニタ部４０は、戻り光逃げ部９０が逃がした光をモニタする。モニタ部４０は、光結合部材３０をはさんで光ファイバ２１の反対側に配置される。
【００３０】
モニタ部４０は、ｐｉｎフォトダイオード、アバランシェフォトダイオードなどの平面型の受光素子であってよい。モニタ部４０は逃げ面９２と平行な検出面を含む。検出面は、逃げ面９２に対して位置決めされる。モニタ部４０は基板４２に実装されてよい。また、モニタ部４０は、逃げ面９２に接して設けられてもよい。
【００３１】
モニタ部４０は、検出面に入射する光の強度をモニタする。回路基板１２に実装されたフィードバック回路は、モニタ部４０がモニタした光の強度に基づいて、面発光レーザ１０からの出射光の強度が一定となるように面発光レーザ１０の駆動電流をフィードバック制御する。
【００３２】
図４は、本発明の第４の実施形態に係る光通信モジュール４００を示す。光通信モジュール４００は、図１に示す光通信モジュール１００と、光ファイバ２１のコア部２４の端面２６の構成及び第２レンズ部８０の構成が異なる。
【００３３】
第４の実施形態において、光ファイバ２１のコア部２４の端面２６は、反射面６２で反射する反射光の光軸を法線とする面に対して角度を有する。つまり、第２レンズ部８０からの入射光が入射する光ファイバ２１のコア部２４の端面２６の法線は、反射面６２で反射した反射光の光軸と平行ではない。コア部２４の端面２６は、反射面６２で反射する反射光の光軸を法線とする面に対して傾斜角を有するように斜めに研磨加工されている。傾斜角は、例えば、１°〜１０°である。
【００３４】
光結合部材３０から入射光が入射する光ファイバ２１の端面２６は、端面２６において入射光が反射した光が戻り光逃げ部９０に向かうような方向に傾斜する。つまり、光ファイバ２１のコア部２４の端面２６は、法線が面発光レーザ１０とは反対側を向くように、傾斜した面であってよい。
【００３５】
第４の実施形態において、第２レンズ部８０の径は、図１に示す光通信モジュール１００の第２レンズ部８０の径より大きくてよい。光ファイバ２１のコア部２４の端面２６は傾斜しているので、端面２６の法線と、入射光の主光線とのなす角度は、端面２６が傾斜していない場合に比べ大きくなる。その結果、入射光の主光線と端面２６で反射した反射光の主光線とのなす角度が大きくなる。
【００３６】
第２レンズ部８０の径を大きくすることにより、第２レンズ部８０は、端面２６で反射した反射光を有効径内で受け取ることができる。したがって、戻り光逃げ部９０は、光ファイバ２１のコア部２４の端面２６で反射し、第２レンズ部８０に入射した戻り光を屈折させ、戻り光逃げ部９０の上面で反射する光を低減して、逃げ面９２において光結合部材３０の外側に逃がすことができる。
【００３７】
図５は、本発明の第５の実施形態に係る光通信モジュール５００を示す。光通信モジュール５００は、図２に示す光通信モジュール２００と、光ファイバ２１のコア部２４の端面２６の構成及び第２レンズ部８０の構成が異なる。光ファイバ２１のコア部２４の端面２６の構成及び第２レンズ部８０の構成は、図４に示す光通信モジュール４００と同様なので説明を省略する。
【００３８】
図６は、本発明の第６の実施形態に係る光通信モジュール６００を示す。光通信モジュール６００は、反射面６２と面発光レーザ１０からの出射光の光軸方向とのなす角度が図１に示す光通信モジュール１００と異なる。第６の実施形態において、反射部６０の反射面６２と面発光レーザ１０からの出射光の光軸方向とのなす角度は４５度より小さい。
【００３９】
反射面６２は、面発光レーザ１０からの出射光が反射面６２で全反射する限り、４５°より小さい傾斜角θを有してよい。傾斜角θは、例えば４５°より１〜５°小さい。傾斜角θを４５°より小さくすることにより、反射部６０から光ファイバ２１に向かう方向において光結合部材３０の寸法を小さくすることができる。結果として、よりコンパクトな光通信モジュール６００を提供できる。
【００４０】
図７は、本発明の第７の実施形態に係る光通信モジュール７００を示す。光通信モジュール７００は、第２レンズ部８０の構成及び光結合部材３０の構成が図１に示す光通信モジュール１００と異なる。第２レンズ部８０は、面発光レーザ１０と反対側の端部８４が反射面６２で反射する反射光の光軸方向と平行に面取りされた端面８２を有する。
【００４１】
つまり、第２レンズ部８０は、レンズ有効径の一部が面発光レーザ１０と反対側の端部８４でカットされている。カットされて生じた端面８２は、面発光レーザ１０からの出射光の光軸と垂直な面である。第２レンズ部８０は、面発光レーザ１０からの出射光の光軸方向において、中心軸Ａより上側に端部８４を有する。図７の光結合部材３０は、図１の光結合部材３０から、第１レンズ部５０の一部と戻り光逃げ部９０を除去した構成を有する。
【００４２】
反射部６０の面発光レーザ１０と反対側の端部６６が、第２レンズ部８０の端面８２と同一面の端面６４を有する。つまり、反射部６０は、面発光レーザ１０と反対側の端部６６でカットされている。カットされて生じた端面６４は、面発光レーザ１０からの出射光の光軸と垂直な面である。反射部６０は、面発光レーザ１０からの出射光の光軸方向において、中心軸Ａより上側に端部６６を有する。端面６４は、反射面６２で反射した反射光の光軸方向と平行に面取りされた面である。端面８２と端面６４は面発光レーザ１０からの出射光の光軸方向と垂直な同一面を有する。光結合部材３０は、戻り光逃げ部９０を有しない。
【００４３】
端面６４は、第１レンズ部５０からのコリメート光が全て反射面６２に当たるように設けられる。つまり、端面６４と反射面６２との境界は、反射面６２において第１レンズ部５０からのコリメート光が当たる領域よりも上側にある。
【００４４】
第７の実施形態において、反射面６２で反射した反射光のうちの光軸に沿った成分が光ファイバ２１のコア部２４で反射し、面取りされた第２レンズ部８０の端部８４の外側を通過する。つまり、第２レンズ部８０から光ファイバ２１のコア部２４に入射する入射光の主光線は、一部が光ファイバ２１のコア部２４の端面で反射する。反射した光の主光線は、面取りされた第２レンズ部８０の端部８４の外側を通過するので、戻り光とならない。
【００４５】
図８は、本発明の第８の実施形態に係る一次元アレイ型の光通信モジュール１０００を示す。光通信モジュール１０００は、アレイ状に設けられた面発光レーザ１０と、光ファイバ２１と、光結合部材３０とを備える。面発光レーザ１０は、回路基板１２上においてＸ軸方向に沿って等間隔で配置される。面発光レーザ１０の間隔は、例えば、約２５０μｍである。光結合部材３０は、Ｘ軸方向に伸長して設けられる。
【００４６】
第８の実施形態において、光結合部材３０は、面発光レーザ１０に対応して設けられたアレイ状の第１レンズ部５０と、反射面６２を有する反射部６０と、第１レンズ部５０に対応して設けられたアレイ状の第２レンズ部８０と、それぞれの第２レンズ部８０に対応して設けられた戻り光逃げ部９０とを有する。光ファイバ２１は、それぞれの第２レンズ部８０に対応して設けられる。
【００４７】
第１レンズ部５０は第１の面３２においてＸ軸方向に沿ってアレイ状に設けられる。第１レンズ部５０は、面発光レーザ１０から出射された出射光をコリメートする。反射部６０の反射面６２は、コリメート光を光ファイバ２１の方向に全反射する。
【００４８】
第２レンズ部８０は第２の面３４においてＸ軸方向に沿ってアレイ状に設けられる。第２レンズ部８０は、中心軸が、反射面６２によって反射した反射光の光軸とずれて配置される。第２レンズ部８０は、反射面６２で反射した反射光を光ファイバ２１のコア部２４に集光する。
【００４９】
戻り光逃げ部９０は、反射面６２において、面発光レーザ１０からの出射光の光軸が交わる位置よりも、Ｚ軸方向にずれて設けられる。戻り光逃げ部９０は、第２の面３４に平行な逃げ面９２を含む。逃げ面９２は、Ｘ軸方向に沿った連続面として構成されている。逃げ面９２は、それぞれの第２レンズ部８０に対応して不連続に設けられてもよい。
【００５０】
光ファイバ２１のコア部２４の端面で反射して第２レンズ部８０に入射する戻り光を戻り光逃げ部９０に誘導するために、第２レンズ部８０の径は、第１レンズ部５０の径より大きい。そのため、第２レンズ部８０を円形の非球面レンズによって構成すると、第２レンズ部８０をアレイ状に配置した場合に、光結合部材３０のＸ軸方向の寸法が大きくなってしまう。そこで、第８の実施形態において、第２レンズ部８０は、面発光レーザ１０からの出射光の光軸方向に縦長のレンズによって構成する。
【００５１】
図９は、光通信モジュール１０００の光結合部材３０を光ファイバ２１の方向から見た正面図を示す。第２レンズ部８０は、Ｚ軸方向に縦長のレンズである。縦長の第２レンズ部８０はそれぞれの第１レンズ部５０に対応して等間隔に設けられている。第２レンズ部８０を縦長形状とすることにより、Ｘ軸方向における第２レンズ部８０の間隔を狭くすることができる。結果として、コンパクトな一次元アレイ型の光通信モジュール１０００を提供できる。
【００５２】
次に、光結合部材３０の製造方法について説明する。第８の実施形態に係る光結合部材３０は、金型を用いた樹脂の射出成形により製造することができる。光結合部材３０の材料となる樹脂として、ウルテム（商標）などの屈折率の高い樹脂材料が挙げられる。ウルテム以外の樹脂材料を使用してもよい。金型に、加熱により溶解した樹脂を流し込み、冷却した後に型抜きすることにより、アレイ状の第１レンズ部５０、アレイ状の第２レンズ部８０、反射部６０及び戻り光逃げ部９０が一体成形された光結合部材３０が製造される。
【００５３】
光通信モジュール１０００に用いる光結合部材３０は、金型を使用して製造するため、アレイ状の第１レンズ部５０、アレイ状の第２レンズ部８０及び戻り光逃げ部９０を１回の射出成形で同時に作製することができる。そのため、製造コストを抑えることができる。また、複雑な調心作業も不要なので、作業性もよい。結果として、製造コストを抑えつつ、作業性のよい、戻り光防止機能を有する一次元アレイ型の光通信モジュール１０００を提供することができる。
【００５４】
なお、図８では、複数の面発光レーザ１０が直線上に配列された例を示したが、面発光レーザ１０は、直線上に配列されずともよい。例えば、面発光レーザ１０は、Ｙ軸方向における位置が隣接する面発光レーザ１０において変化するように配列されてもよい。この場合、対応する第１レンズ部５０、第２レンズ部８０、及び光ファイバ２１の位置も変化する。
【００５５】
図１０は、本発明の第９の実施形態に係る光通信モジュール２０００を示す。光通信モジュール２０００は、アレイ状に設けられた面発光レーザ１０と、光ファイバ２１と、光結合部材３０とを備える。面発光レーザ１０は、回路基板１２上においてＹ軸方向に沿って等間隔で配置される。面発光レーザ１０の間隔は、例えば、約２５０μｍである。光結合部材３０は、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に伸長して設けられる。
【００５６】
光結合部材３０は、面発光レーザ１０に対応して設けられたアレイ状の第１レンズ部５０と、反射面６２を有する反射部６０と、第１レンズ部５０に対応して設けられたアレイ状の第２レンズ部８０と、それぞれの第２レンズ部８０に対応して設けられた戻り光逃げ部９０とを有する。光ファイバ２１は、それぞれの第２レンズ部８０に対応して設けられる。
【００５７】
第１レンズ部５０は、第１の面３２において、面発光レーザ１０に対応してＹ軸方向に沿ってアレイ状に設けられる。第１レンズ部５０は、面発光レーザ１０から出射された出射光をコリメートする。反射部６０の反射面６２は、コリメート光を光ファイバ２１の方向に全反射する。第２レンズ部８０は、第２の面３４において、Ｚ軸方向に沿ってアレイ状に設けられる。
【００５８】
第２レンズ部８０は、中心軸が、反射面６２によって反射した反射光の光軸とずれて配置される。第２レンズ部８０は、反射面６２で反射した反射光を光ファイバ２１のコア部２４に集光する。光ファイバ２１は、アレイ状の第２レンズ部８０に対応してＺ軸方向に並んで設けられる。
【００５９】
戻り光逃げ部９０は、反射面６２において、それぞれの面発光レーザ１０の出射光の光軸が交わる位置よりもＺ軸方向にずれて設けられた、第２の面３４と平行な逃げ面９２を含む。逃げ面９２は、反射面６２において、それぞれの第２レンズ部８０に対応して等間隔に設けられる。
【００６０】
なお、図１０では、複数の面発光レーザ１０が直線上に配列された例を示したが、面発光レーザ１０は、直線上に配列されずともよい。例えば、面発光レーザ１０は、Ｘ軸方向における位置が隣接する面発光レーザ１０において変化するように配列されてもよい。この場合、対応する第１レンズ部５０、逃げ面９２、第２レンズ部８０、及び光ファイバ２１の位置も変化する。
【００６１】
第９の実施形態において、光通信モジュール２０００は、二次元アレイ型の光通信モジュールであってもよい。二次元アレイ型光通信モジュールは、二次元アレイ状に設けられた面発光レーザ１０と、光ファイバ２１と、光結合部材３０とを備える。面発光レーザ１０は、反射面６２で反射した反射光の光軸方向と平行な第１の方向（図８のＹ軸方向）、及び第１の方向と出射光の光軸方向とに垂直な第２の方向（図８のＸ軸方向）にマトリクス状に等間隔で配置される。面発光レーザ１０のＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれの間隔は、例えば、約２５０μｍである。
【００６２】
第９の実施形態における光結合部材３０は、図８に示す光結合部材３０と図１０に示す光結合部材３０とを組み合わせて構成する。第９の実施形態における光結合部材３０は、第１の面３２において面発光レーザ１０に対応して設けられた二次元アレイ状の第１レンズ部５０と、反射面６２を有する反射部６０と、第２の面３４において第１レンズ部５０に対応して設けられた二次元アレイ状の第２レンズ部８０と、第２レンズ部８０に対応して設けられた戻り光逃げ部９０とを有する。光ファイバ２１は、二次元アレイ状の第２レンズ部８０に対応して並んで設けられる。
【００６３】
第９の実施形態において、逃げ面９２は、第２の面３４に平行でかつＸ軸方向に連続な面であってよいそれぞれの逃げ面９２は、反射面６２に沿って互いに平行に等間隔で設けられてよい。他に、戻り光逃げ部９０は、図２に示した散乱部９４を含んでもよい。
【００６４】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００６５】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００６６】
１０・・・面発光レーザ、１２・・・回路基板、２０・・・光導波路、２２・・・フェルール、２４・・・コア部、２６、６４、８２・・・端面、２８・・・クラッド、３０・・・光結合部材、４０・・・モニタ部、４２・・・基板、５０・・・第１レンズ部、６０・・・反射部、６２・・・反射面、６６、８４・・・端部、８０・・・第２レンズ部、９０・・・戻り光逃げ部、９２・・・逃げ面、９４・・・散乱部、１００、２００、３００、４００、５００，６００、７００、１０００、２０００・・・光通信モジュール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
面発光レーザと、
前記面発光レーザから出射された出射光を受け取る光ファイバと、
前記出射光を前記光ファイバに光学的に結合する光結合部材と、
を備え、
前記光結合部材は、
前記出射光をコリメートし、コリメート光を出射する第１レンズ部と、
前記コリメート光を前記光ファイバの方向に反射する反射面を有する反射部と、
中心軸が、前記反射面によって反射した反射光の光軸とずれて配置され、前記反射光を前記光ファイバのコア部に集光する第２レンズ部と、
前記反射光のうちの前記光軸に沿った成分が、前記光ファイバの前記コア部で反射して前記光結合部材に戻る戻り光を、前記面発光レーザに向かわない方向に逃がす戻り光逃げ部と、
を有する光通信モジュール。
【請求項２】
前記第２レンズ部の中心軸は、前記反射光の前記光軸に対して、前記出射光の光軸方向にずれて設けられている請求項１に記載の光通信モジュール。
【請求項３】
前記戻り光逃げ部は、前記反射面において、前記出射光の光軸が交わる位置よりも、前記出射光の光軸方向にずれて設けられた、前記出射光の光軸と平行な面を含む、請求項１に記載の光通信モジュール。
【請求項４】
前記戻り光逃げ部は、前記反射面上に設けられ、散乱度が前記反射面の他の領域に比べ高い散乱部を含む、請求項１に記載の光通信モジュール。
【請求項５】
前記戻り光逃げ部が逃がした光をモニタするモニタ部をさらに備える、請求項１に記載の光通信モジュール。
【請求項６】
前記第２レンズ部の前記出射光の光軸方向の径は、前記第１レンズ部の前記反射光の光軸方向の径より大きい請求項１に記載の光通信モジュール。
【請求項７】
前記光ファイバの前記光結合部材からの入射光が入射する端面は、前記端面において前記入射光が反射した光が前記戻り光逃げ部に向かうように、前記反射光の光軸を法線とする面に対して角度を有する請求項１に記載の光通信モジュール。
【請求項８】
前記反射部の前記反射面と前記出射光の光軸とのなす角度が４５度より小さい請求項１に記載の光通信モジュール。
【請求項９】
前記面発光レーザはアレイ状に設けられ、
前記光結合部材において、前記第１レンズ部は、それぞれの前記面発光レーザに対応して設けられ、
前記第２レンズ部は、それぞれの前記第１レンズ部に対応して設けられ、
前記戻り光逃げ部は、それぞれの前記第２レンズ部に対応して設けられ、
前記光ファイバは、それぞれの前記第２レンズ部に対応して設けられる、請求項１に記載の光通信モジュール。
【請求項１０】
前記アレイは、前記反射光の光軸方向と平行な第１の方向及び、前記第１の方向と前記出射光の光軸方向とに垂直な第２の方向の少なくとも一方の方向に並んでいる請求項９に記載の光通信モジュール。
【請求項１１】
前記第２レンズ部は、前記出射光の光軸方向に縦長のレンズを含む、請求項９に記載の光通信モジュール。
【請求項１２】
面発光レーザと、
前記面発光レーザから出射された出射光を受け取る光ファイバと、
前記出射光を前記光ファイバに光学的に結合する光結合部材と、
を備え、
前記光結合部材は、
前記出射光をコリメートし、コリメート光を出射する第１レンズ部と、
前記コリメート光を前記光ファイバの方向に反射する反射面を有する反射部と、
中心軸が、前記反射面によって反射した反射光の光軸とずれて配置され、前記反射光を前記光ファイバのコア部に集光する第２レンズ部と、
を有し、
前記第２レンズ部は、前記面発光レーザと反対側の端部が前記反射光の光軸方向と平行に面取りされた端面を有し、
前記反射部の前記面発光レーザと反対側の端部が、前記第２レンズ部の前記端面と同一面の端面を有し、
前記反射光のうちの前記光軸に沿った成分が前記光ファイバの前記コア部で反射し、面取りされた前記第２レンズ部の前記端部の外側を通過する光通信モジュール。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の光通信モジュールに使用される光結合部材。
【請求項１】
面発光レーザと、
前記面発光レーザから出射された出射光を受け取る光ファイバと、
前記出射光を前記光ファイバに光学的に結合する光結合部材と、
を備え、
前記光結合部材は、
前記出射光をコリメートし、コリメート光を出射する第１レンズ部と、
前記コリメート光を前記光ファイバの方向に反射する反射面を有する反射部と、
中心軸が、前記反射面によって反射した反射光の光軸とずれて配置され、前記反射光を前記光ファイバのコア部に集光する第２レンズ部と、
前記反射光のうちの前記光軸に沿った成分が、前記光ファイバの前記コア部で反射して前記光結合部材に戻る戻り光を、前記面発光レーザに向かわない方向に逃がす戻り光逃げ部と、
を有する光通信モジュール。
【請求項２】
前記第２レンズ部の中心軸は、前記反射光の前記光軸に対して、前記出射光の光軸方向にずれて設けられている請求項１に記載の光通信モジュール。
【請求項３】
前記戻り光逃げ部は、前記反射面において、前記出射光の光軸が交わる位置よりも、前記出射光の光軸方向にずれて設けられた、前記出射光の光軸と平行な面を含む、請求項１に記載の光通信モジュール。
【請求項４】
前記戻り光逃げ部は、前記反射面上に設けられ、散乱度が前記反射面の他の領域に比べ高い散乱部を含む、請求項１に記載の光通信モジュール。
【請求項５】
前記戻り光逃げ部が逃がした光をモニタするモニタ部をさらに備える、請求項１に記載の光通信モジュール。
【請求項６】
前記第２レンズ部の前記出射光の光軸方向の径は、前記第１レンズ部の前記反射光の光軸方向の径より大きい請求項１に記載の光通信モジュール。
【請求項７】
前記光ファイバの前記光結合部材からの入射光が入射する端面は、前記端面において前記入射光が反射した光が前記戻り光逃げ部に向かうように、前記反射光の光軸を法線とする面に対して角度を有する請求項１に記載の光通信モジュール。
【請求項８】
前記反射部の前記反射面と前記出射光の光軸とのなす角度が４５度より小さい請求項１に記載の光通信モジュール。
【請求項９】
前記面発光レーザはアレイ状に設けられ、
前記光結合部材において、前記第１レンズ部は、それぞれの前記面発光レーザに対応して設けられ、
前記第２レンズ部は、それぞれの前記第１レンズ部に対応して設けられ、
前記戻り光逃げ部は、それぞれの前記第２レンズ部に対応して設けられ、
前記光ファイバは、それぞれの前記第２レンズ部に対応して設けられる、請求項１に記載の光通信モジュール。
【請求項１０】
前記アレイは、前記反射光の光軸方向と平行な第１の方向及び、前記第１の方向と前記出射光の光軸方向とに垂直な第２の方向の少なくとも一方の方向に並んでいる請求項９に記載の光通信モジュール。
【請求項１１】
前記第２レンズ部は、前記出射光の光軸方向に縦長のレンズを含む、請求項９に記載の光通信モジュール。
【請求項１２】
面発光レーザと、
前記面発光レーザから出射された出射光を受け取る光ファイバと、
前記出射光を前記光ファイバに光学的に結合する光結合部材と、
を備え、
前記光結合部材は、
前記出射光をコリメートし、コリメート光を出射する第１レンズ部と、
前記コリメート光を前記光ファイバの方向に反射する反射面を有する反射部と、
中心軸が、前記反射面によって反射した反射光の光軸とずれて配置され、前記反射光を前記光ファイバのコア部に集光する第２レンズ部と、
を有し、
前記第２レンズ部は、前記面発光レーザと反対側の端部が前記反射光の光軸方向と平行に面取りされた端面を有し、
前記反射部の前記面発光レーザと反対側の端部が、前記第２レンズ部の前記端面と同一面の端面を有し、
前記反射光のうちの前記光軸に沿った成分が前記光ファイバの前記コア部で反射し、面取りされた前記第２レンズ部の前記端部の外側を通過する光通信モジュール。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の光通信モジュールに使用される光結合部材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１６３９０４（Ｐ２０１２−１６３９０４Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６０２０（Ｐ２０１１−２６０２０）
【出願日】平成２３年２月９日（２０１１．２．９）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月９日（２０１１．２．９）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]