(57)【要約】【課題】光モジュールと光ファイバとの光接続の精度を向上することができる光モジュール及び光モジュールの光線方向調整方法を提供する。【解決手段】光モジュール１は、波長が互いに異なる複数の信号光２２を受け付けて、複数の信号光２２を合波した信号光２２を光ファイバ３に出力する、及び／又は、光ファイバ３から信号光２２を受け付けて、信号光２２を波長が互いに異なる複数の信号光２２に分波して出力する信号光入出力部１０と、少なくとも１つの信号光２２の光路上に配置されている、外部から受け付ける操作信号に応じて、通過する信号光２２の光線の方向を変化させる光線方向変化部１２と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長が互いに異なる複数の信号光を受け付けて、当該複数の信号光を合波した信号光を光ファイバに出力する、及び／又は、光ファイバから信号光を受け付けて、当該信号光を波長が互いに異なる複数の信号光に分波して出力する信号光入出力部と、
少なくとも１つの信号光の光路上に配置されている、外部から受け付ける操作信号に応じて、通過する信号光の光線の方向を変化させる光線方向変化部と、
を備えることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記光線方向変化部が、
前記波長が互いに異なる複数の信号光の光路上に配置されており、
前記波長が互いに異なる複数の信号光の光線の方向をそれぞれ変化させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記光線方向変化部が、外部から受け付ける操作信号に応じて、屈折率分布又は回折効率の少なくとも一方を変化させる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記光線方向変化部が、液晶素子又は非線形光学素子を含んで構成される、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記光線方向変化部が、外部から受け付ける電気信号に応じて、前記光線の方向を変化させる、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の光モジュール。
【請求項６】
前記信号光入出力部から出力される前記波長が互いに異なる複数の信号光のうちの少なくとも１つを受け付けて、当該信号光を電気信号に変換する少なくとも１つの受光素子、をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の光モジュール。
【請求項７】
外部から受け付ける電気信号に応じた信号光を前記信号光入出力部に出力する少なくとも１つの発光素子、をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の光モジュール。
【請求項８】
前記信号光入出力部が、光合分波器、光合波器、又は、光分波器の少なくとも１つを含んで構成される、
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の光モジュール。
【請求項９】
波長が互いに異なる複数の信号光を受け付けて、当該複数の信号光を合波した信号光を光ファイバに出力する、及び／又は、光ファイバから信号光を受け付けて、当該信号光を波長が互いに異なる複数の信号光に分波して出力する信号光入出力部を備える光モジュールの光線方向調整方法であって、
外部から受け付ける操作信号に応じて、少なくとも１つの信号光の光路上に配置されている光線方向変化部を通過する信号光の光線の方向を、前記合波した信号光が光ファイバに出力されるよう、及び／又は、光ファイバから受け付ける信号光を分波した信号光が受光素子に出力されるよう変化させる光線方向変化ステップ、
を含むことを特徴とする光モジュールの光線方向調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光モジュール及び光モジュールの光線方向調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
波長多重通信方式を利用した光モジュールが知られている。このような光モジュールでは、低消費電力化及び低価格化の実現のため集積化が進められている。特許文献１には、複数の光学素子を一体化した光分波器（光学デマルチプレクサ）に関する技術が開示されている。
【０００３】
図４は、従来の光モジュール１０１の一例を示す図である。従来の光モジュール１０１は、光合分波器などの信号光入出力部１１０と、光サブアセンブリ１１４（第１光サブアセンブリ１１４−１〜第４光サブアセンブリ１１４−４）と、を備えており、光ファイバ１０３と光学的に接続されている。そして、光モジュール１０１が光送信装置として機能する際には、光サブアセンブリ１１４から出力される、波長が互いに異なる信号光１２２が合波されて光ファイバ１０３を経由して外部に出力される。また、光モジュール１０１が光受信装置として機能する際には、光ファイバ１０３を経由して受け付ける信号光１２２が分波されて光サブアセンブリ１１４に出力される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６１９８８６４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図４に例示する従来の光モジュール１０１では、一般的に、光サブアセンブリ１１４と信号光入出力部１１０とは、溶接により接合されている。そのため、光モジュール１０１が光送信装置として機能する際には、光ファイバ１０３から出射される光の強度を測定しながら光サブアセンブリ１１４を調芯して、光サブアセンブリ１１４と信号光入出力部１１０とを溶接したとしても、組立ての際に発生しうる公差により、光サブアセンブリ１１４から出射される信号光１２２が光ファイバ１０３に入射しないことがあった。
【０００６】
このとき、図５に例示する光モジュール１０１のように、信号光入出力部１１０内に回動可能なミラー１３０を設けて、このミラー１３０を回動させながら光学系を調整することも考えられる。しかしこの場合は、ミラー１３０を信号光入出力部１１０に溶接する際に発生しうる公差により、光サブアセンブリ１１４から出射される信号光１２２が光ファイバ１０３に入射しない可能性がある。
【０００７】
なお、このことは、光モジュール１０１が、光ファイバ１０３を経由して受け付ける信号光１２２を光サブアセンブリ１１４が受光する光送信装置として機能する際にも同様にあてはまる。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、光モジュールと光ファイバとの光接続の精度を向上することができる光モジュール及び光モジュールの光線方向調整方法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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る光モジュールは、波長が互いに異なる複数の信号光を受け付けて、当該複数の信号光を合波した信号光を光ファイバに出力する、及び／又は、光ファイバから信号光を受け付けて、当該信号光を波長が互いに異なる複数の信号光に分波して出力する信号光入出力部と、少なくとも１つの信号光の光路上に配置されている、外部から受け付ける操作信号に応じて、通過する信号光の光線の方向を変化させる光線方向変化部と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る光モジュールの光線方向調整方法は、波長が互いに異なる複数の信号光を受け付けて、当該複数の信号光を合波した信号光を光ファイバに出力する、及び／又は、光ファイバから信号光を受け付けて、当該信号光を波長が互いに異なる複数の信号光に分波して出力する信号光入出力部を備える光モジュールの光線方向調整方法であって、外部から受け付ける操作信号に応じて、少なくとも１つの信号光の光路上に配置されている光線方向変化部を通過する信号光の光線の方向を、前記合波した信号光が光ファイバに出力されるよう、及び／又は、光ファイバから受け付ける信号光を分波した信号光が受光素子に出力されるよう変化させる光線方向変化ステップを含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、外部からの操作信号に応じた、信号光の光線の方向の調整が可能となるので、光モジュールと光ファイバとの光接続の精度を向上することができる。
【００１２】
本発明の一態様では、前記光線方向変化部が、前記光線方向変化部が、前記波長が互いに異なる複数の信号光の光路上に配置されており、前記波長が互いに異なる複数の信号光の光線の方向をそれぞれ変化させることを特徴とする。この態様によれば、複数の信号光の光線の方向を独立に制御することができる。
【００１３】
また、本発明の一態様では、前記光線方向変化部が、外部から受け付ける操作信号に応じて、屈折率分布又は回折効率の少なくとも一方を変化させることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の一態様では、前記光線方向変化部が、液晶素子又は非線形光学素子を含んで構成されることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の一態様では、前記光線方向変化部が、外部から受け付ける電気信号に応じて、前記光線の方向を変化させることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の一態様では、前記信号光入出力部から出力される前記波長が互いに異なる複数の信号光のうちの少なくとも１つを受け付けて、当該信号光を電気信号に変換する少なくとも１つの受光素子、をさらに備えることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の一態様では、外部から受け付ける電気信号に応じた信号光を前記信号光入出力部に出力する少なくとも１つの発光素子、をさらに備えることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の一態様では、前記信号光入出力部が、光合分波器、光合波器、又は、光分波器の少なくとも１つを含んで構成されることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る光モジュールの構成の一例を示す構成図である。
【図２】本発明の別の実施形態に係る光モジュールの構成の一例を示す構成図である。
【図３】本発明のさらに別の実施形態に係る光モジュールの構成の一例を示す構成図である。
【図４】従来の光モジュールの構成の一例を示す構成図である。
【図５】光モジュールの構成の一例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図面に基づき詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態に係る光モジュール１の構成の一例を示す構成図である。図１に例示する光モジュール１は、例えば、波長多重４チャンネル通信を実現するものである。そして、本実施形態に係る光モジュール１は、例えば、図１に示すように、信号光入出力部１０と、光線方向変化部１２と、複数の光サブアセンブリ１４（第１光サブアセンブリ１４−１〜第４光サブアセンブリ１４−４）と、を備える。本実施形態では、信号光入出力部１０と光線方向変化部１２はフレーム１６に搭載されている。そして、本実施形態では、フレーム１６には各光サブアセンブリ１４が溶接により取り付けられている。
【００２２】
光サブアセンブリ１４は、光半導体素子１８と、光サブアセンブリ側レンズ２０と、を含んでいる。光モジュール１が光送信装置として機能する際には、光半導体素子１８は、例えば、レーザ素子などの発光素子若しくは光変調素子などに対応する。そして、各光半導体素子１８は、波長が互いに異なる信号光２２を出力する。光モジュール１が光受信装置として機能する際には、光半導体素子１８は、例えば、受光素子などに対応する。そして、各光半導体素子１８は、波長が互いに異なる信号光２２を受け付ける。なお、光モジュール１が光送信装置の機能と光受信装置の機能を両方兼ねても、もちろん構わない。
【００２３】
信号光入出力部１０は、例えば、光合分波器、光合波器、又は、光分波器の少なくとも１つを含んで構成されている。本実施形態では、信号光入出力部１０は、光合分波器を含んで構成されている。信号光入出力部１０は、本実施形態では、例えば、ガラスを含んで構成される直方体形状の光学ブロック２４と、複数の光フィルタ２６（第１光フィルタ２６−１〜第４光フィルタ２６−４）と、光ファイバ側レンズ２８とを備える。光フィルタ２６は、例えば、バンドパスフィルタである。第ｎ光フィルタ２６−ｎ（本実施形態では、ｎ＝１，２，３，４）の透過波長は、それぞれ対応する第ｎ光サブアセンブリ１４−ｎ（本実施形態では、ｎ＝１，２，３，４）が出力する又は受け付ける信号光２２の波長に対応している。信号光入出力部１０は、光サブアセンブリ１４が配置されている側とは反対側で、ホルダ２に固定された光ファイバ３と接続されている。
【００２４】
光線方向変化部１２は、例えば、液晶素子や非線形光学素子などを含んで構成されている。なお、光線方向変化部１２が、液体レンズを含んで構成されていてもよい。そして、本実施形態では、光線方向変化部１２は、各光サブアセンブリ１４から出力される信号光２２それぞれ、あるいは、各光サブアセンブリ１４に出力される信号光２２それぞれの光路上に配置されている。
【００２５】
図１に例示する光モジュール１が光送信装置として機能する際には、例えば、第３光サブアセンブリ１４−３に含まれる光半導体素子１８から出力される信号光２２が、第３光サブアセンブリ１４−３に含まれる光サブアセンブリ側レンズ２０によりコリメートされる。そして、この信号光２２は、光線方向変化部１２、この信号光２２に対応する波長の光を透過する第３光フィルタ２６−３を通って、光学ブロック２４の端面で反射する。そして、この信号光２２は、この信号光２２に対応する波長の光を透過しない第２光フィルタ２６−２の端面、光学ブロック２４の端面、この信号光２２に対応する波長の光を透過しない第１光フィルタ２６−１の端面、で反射する。
【００２６】
そして、この信号光２２は、加工された光学ブロック２４の端面、光ファイバ側レンズ２８、を通って光ファイバ３に出力される。この光学ブロック２４の端面は、信号光２２が光ファイバ３に出力されるよう加工されている。具体的には、例えば、信号光２２の光軸に対して垂直となるよう削られていたりする。なお、光学ブロック２４の端面の加工の方法は、この方法に限定されない。
【００２７】
上述の信号光２２の光路と同様の光路を通り、第１光サブアセンブリ１４−１〜第４光サブアセンブリ１４−４それぞれに含まれる光半導体素子１８から出力される信号光２２は合波されて、光ファイバ３に出力される。このように、信号光入出力部１０は、波長が互いに異なる複数の信号光２２を受け付けて、これらの信号光２２を合波して光ファイバ３に出力する。
【００２８】
なお、図１に例示する光モジュール１が光受信装置として機能する際には、上述の信号光２２とは逆の光路を通り、互いに異なる波長の信号光２２が、第１光サブアセンブリ１４−１〜第４光サブアセンブリ１４−４に出力される。この場合は、信号光入出力部１０は、光ファイバ３から信号光２２を受け付けて、この信号光２２を波長が互いに異なる複数の信号光２２に分波して第１光サブアセンブリ１４−１〜第４光サブアセンブリ１４−４に出力する。
【００２９】
本実施形態では、光線方向変化部１２は、外部から受け付ける操作信号（例えば、駆動回路（図示せず）から供給される電気信号）に応じて、通過する信号光２２の光線の方向（具体的には、例えば、信号光２２の光軸の方向や、信号光２２のコリメートの状態など）を変化させる。すなわち、信号光２２は、光線方向変化部１２を通過する際に、その方向が変化する。
【００３０】
例えば、光線方向変化部１２が液晶素子である場合には、液晶素子に駆動回路の透明電極が接触している。より具体的には、例えば、駆動回路の透明電極が液晶素子を挟み込んでいる。そして、液晶素子に印加する電圧に応じて、液晶素子の液晶分子の配列方向が変化する。このことによって、光線方向変化部１２の屈折率分布や回折効率などが変化する。そして、このことによって、信号光２２の光線の方向が変化する。
【００３１】
なお、液晶素子はレンズ効果を発現させることも知られているので、本実施形態に係る光モジュール１は、信号光２２の光軸の方向だけではなく、信号光２２のコリメートの状態についても制御可能である。
【００３２】
光モジュール１が光送信装置として機能する際には、光線方向変化部１２が信号光２２の光軸の方向を変化させることによって、光ファイバ３に出力される信号光２２の集光位置が光ファイバ３の光軸方向に対して垂直な方向について調整される。そして、光線方向変化部１２が、信号光２２のコリメートの状態を変化させることによって、光ファイバ３に出力される信号光２２の集光位置が光ファイバ３の光軸方向に沿った方向について調整される。このようにして、光モジュール１の利用者は、光線方向変化部１２に操作信号を与えることにより、光ファイバ３の端面と光ファイバ３の光軸との交点に信号光２２が集光するように調整することができる。光モジュール１が光受信装置として機能する際にも、同様にして、信号光２２の集光位置が調整される。
【００３３】
なお、光線方向変化部１２は、波長が互いに異なる複数の信号光２２の光線の方向をそれぞれ変化させてもよい。具体的には、例えば、光線方向変化部１２の、複数の信号光２２の光路から予め定められた範囲内の部分に、互いに異なる電圧を印加することによって、各光サブアセンブリ１４から出力される信号光２２それぞれについて、光線の方向の変化の程度（変化する角度など）が異なるようにして、光線の方向を変化させてもよい。このようにすれば、複数の信号光２２の光線の方向を独立に制御することができる。
【００３４】
また、光線方向変化部１２が、強誘電性液晶である液晶素子を含んで構成されてもよい。こうすれば、液晶素子がメモリ機能を有することとなる。そのため、例えば、駆動回路などにより一旦信号光２２の光線の方向を変化させると、その後の制御（例えば、電気信号の継続的な提供など）が不要となるので、駆動回路などの負荷を軽減することができる。
【００３５】
図４に従来の光モジュール１０１の構成の一例を示す。図４に例示するように、従来の光モジュール１０１では、光サブアセンブリ１１４から出力される信号光１２２が光ファイバ１０３に出力される際における光サブアセンブリ１１４から出力される信号光１２２の光軸と、組立てられた光モジュール１０１における光サブアセンブリ１１４から出射される信号光１２２の光軸との角度（組立交差）Δθ（ｉｎ）が約１度である場合には、光サブアセンブリ１４から出力される信号光１２２の集光位置の光ファイバ１０３の光軸からのずれΔｘ（ｏｕｔ）は、最大で約３０μｍになることがある。本実施形態に係る光モジュール１では、光線方向変化部１２による光線の方向の調整により、光モジュール１と光ファイバ３との光接続の精度を向上することができる。また、光サブアセンブリ１４と、光ファイバ３との光結合の精度を向上することができる。
【００３６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００３７】
図２に、別の実施形態に係る光モジュール１の一例を示す。図２に例示するように、光モジュール１が、図１に例示する光モジュール１における、信号光入出力部１０と、光線方向変化部１２と、フレーム１６とを一体化した集積部材３０を備えていてもよい。また、光モジュール１が、図１に例示する光モジュール１における、第１光サブアセンブリ１４−１〜第４光サブアセンブリ１４−４を一体化した集積型光サブアセンブリ３２を備えていてもよい。なお、光モジュール１が備える、集積部材３０と、集積型光サブアセンブリ３２と、が一体化されていてもよい。
【００３８】
図３に、さらに別の実施形態に係る光モジュール１の一例を示す。図３に例示するように、光モジュール１が光学ブロック２４を備えていなくてもよい。また、図３に例示するように、光フィルタ２６が互いに向かい合うようにして配置されていてもよい。そして、光サブアセンブリ１４から出力される信号光２２が光フィルタ２６で反射して、光ファイバ３に出力されてもよい。また、図３に例示するように、合波前の信号光２２、あるいは、分波後の信号光２２が、複数回、光線方向変化部１２を通過するようにしてもよい。ちろん、この実施形態に係る光モジュール１は、光送信装置として機能しても光受信装置として機能しても構わない。
【００３９】
また、例えば、信号光入出力部１０が、第４の光フィルタ２６−４を備えていなくてもよい。また、例えば、光線方向変化部１２が、光ファイバ３と信号光入出力部１０との間の信号光２２の光路上に配置されていてもよい。また、光モジュール１が備える光サブアセンブリ１４の数が４つである必要はない。
【符号の説明】
【００４０】
１  光モジュール、２  ホルダ、３  光ファイバ、１０  信号光入出力部、１２  光線方向変化部、１４  光サブアセンブリ、１６  フレーム、１８  光半導体素子、２０  光サブアセンブリ側レンズ、２２  信号光、２４  光学ブロック、２６  光フィルタ、２８  光ファイバ側レンズ、３０  集積部材、３２  集積型光サブアセンブリ、１０１  光モジュール、１０３  光ファイバ、１１０  信号光入出力部、１１４  光サブアセンブリ、１２２  信号光、１３０  ミラー。
【図１】
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【図２】
2010175875.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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