(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ系を介してアレイ状光素子とアレイ状光ファイバを光結合する多チャネル光モジュールにおいて、
前記レンズ系と前記アレイ状光ファイバとの間にピッチ変換用アレイ導波路を設け、前記レンズ系と前記アレイ導波路との間に非球面レンズを配置し、安定した光学特性を有する非球面レンズの中心領域を用いて対応するアレイ導波路やコア部に結像し、簡素な光結合系により、該ピッチ変換用アレイ導波路を介して前記レンズ系と前記アレイ状光ファイバを光結合して多チャネルの一括接続を行うことを特徴とする多チャネル光モジュール。
【請求項２】
レンズ系を介してアレイ状光素子とアレイ状光ファイバを光結合する多チャネル光モジュールにおいて、
前記レンズ系と前記アレイ状光素子との間にピッチ変換用アレイ導波路を設け、前記レンズ系と前記アレイ導波路との間に非球面レンズを配置し、安定した光学特性を有する非球面レンズの中心領域を用いて対応するアレイ導波路やコア部に結像し、簡素な光結合系により、該ピッチ変換用アレイ導波路を介して前記レンズ系と前記アレイ状光素子を光結合して多チャネルの一括接続を行うことを特徴とする多チャネル光モジュール。
【請求項３】
レンズ系を介してアレイ状光素子とアレイ状光ファイバを光結合する多チャネル光モジュールにおいて、
前記レンズ系と前記アレイ状光ファイバとの間にピッチ変換用アレイ導波路を設け、前記レンズ系と前記アレイ導波路との間に非球面レンズを配置し、安定した光学特性を有する非球面レンズの中心領域を用いて対応するアレイ導波路やコア部に結像し、簡素な光結合系により、該ピッチ変換用アレイ導波路を介して前記レンズ系と前記アレイ状光ファイバを光結合して多チャネルの一括接続を行うと共に、
前記レンズ系と前記アレイ状光素子との間に第２ピッチ変換用アレイ導波路を設け、前記レンズ系と前記アレイ導波路との間に非球面レンズを配置し、安定した光学特性を有する非球面レンズの中心領域を用いて対応するアレイ導波路やコア部に結像し、簡素な光結合系により、該第２ピッチ変換用アレイ導波路を介して前記レンズ系と前記アレイ状光素子を光結合して多チャネルの一括接続を行うことを特徴とする多チャネル光モジュール。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の多チャネル光モジュールにおいて、導波路にはスポットサイズ変換部が設けられていることを特徴とする多チャネル光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信網の構成要素である光信号伝送及び光信号処理モジュール、あるいは、情報処理装置間を光信号間で接続するための光信号伝送用の多チャネル光モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
少なくとも２チャネル以上の光信号チャネルを有する多チャネル光モジュールでは、光ファイバと光機能素子あるいは光導波路との間の光接続には、チャネル数と同等数の小型レンズをアレイ化したマイクロレンズアレイや、レンズ効果を有する線球ファイバをアレイ状に並べて、光ファイバを光機能素子や光導波路と光学的に結合する手法が一般的であった。また、より簡便な手法として、大型のレンズを１枚用いた多チャネル一括結合も試みられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した手法のうち、マイクロレンズアレイや、線球ファイバアレイを用いる手法では、光機能素子あるいは光導波路のチャネル間ピッチを、光ファイバリボンのファイバピッチ（例えば、250 μm ）と一致させる必要がある。そのため、半導体光素子や導波路のさらなる小型化・高集積化のための狭ピッチ化や、高速信号伝送時の電気的ストロークを低減するための半導体光素子の広ピッチ化を妨げてきた。さらに、マイクロレンズアレイや、線球ファイバアレイのレンズ特性のアレイ内のばらつきにより、光結合特性にチャネル間偏差が生じ、モジュール特性の劣化や歩留り低下を引き起こす問題があった。
【０００４】
一方、大型レンズによる多チャネル一括光結合の場合には、レンズの中心軸からのずれに伴ってレンズの光学特性が変化し、結合効率のチャネル間偏差を生じる問題があった。また、高速化に伴う電気的クロストークを低減するための半導体光素子の広ピッチ化やチャネル数増加に対応するためには、より大型のレンズの設計・製作が必要になる問題があった。特に、レンズの大型化と光学特性のレンズ面内均一性の両立は困難であり、レンズの歩留りが低下してコストを増大させる結果となっていた。
【０００５】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、光機能素子と光ファイバ間のピッチ変換を含む簡素な多チャネル一括光結合を実現し、チャネル数増加や半導体光素子の広ピッチ化にも柔軟に対応し、小型・高速化を推進して製造工程の複雑化や高コスト化を抑制した多チャネル光モジュールを提供することを目的とする。
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の多チャネル光モジュールは、レンズ系を介してアレイ状光素子とアレイ状光ファイバを光結合する多チャネル光モジュールにおいて、
前記レンズ系と前記アレイ状光ファイバとの間にピッチ変換用アレイ導波路を設け、前記レンズ系と前記アレイ導波路との間に非球面レンズを配置し、安定した光学特性を有する非球面レンズの中心領域を用いて対応するアレイ導波路やコア部に結像し、簡素な光結合系により、該ピッチ変換用アレイ導波路を介して前記レンズ系と前記アレイ状光ファイバを光結合して多チャネルの一括接続を行うことを特徴とする。
【０００７】
また、上記目的を達成するための本発明の多チャネル光モジュールは、レンズ系を介してアレイ状光素子とアレイ状光ファイバを光結合する多チャネル光モジュールにおいて、
前記レンズ系と前記アレイ状光素子との間にピッチ変換用アレイ導波路を設け、前記レンズ系と前記アレイ導波路との間に非球面レンズを配置し、安定した光学特性を有する非球面レンズの中心領域を用いて対応するアレイ導波路やコア部に結像し、簡素な光結合系により、該ピッチ変換用アレイ導波路を介して前記レンズ系と前記アレイ状光素子を光結合して多チャネルの一括接続を行うことを特徴とする。
【０００８】
また、上記目的を達成するための本発明の多チャネル光モジュールは、レンズ系を介してアレイ状光素子とアレイ状光ファイバを光結合する多チャネル光モジュールにおいて、
前記レンズ系と前記アレイ状光ファイバとの間にピッチ変換用アレイ導波路を設け、前記レンズ系と前記アレイ導波路との間に非球面レンズを配置し、安定した光学特性を有する非球面レンズの中心領域を用いて対応するアレイ導波路やコア部に結像し、簡素な光結合系により、該ピッチ変換用アレイ導波路を介して前記レンズ系と前記アレイ状光ファイバを光結合して多チャネルの一括接続を行うと共に、
前記レンズ系と前記アレイ状光素子との間に第２ピッチ変換用アレイ導波路を設け、前記レンズ系と前記アレイ導波路との間に非球面レンズを配置し、安定した光学特性を有する非球面レンズの中心領域を用いて対応するアレイ導波路やコア部に結像し、簡素な光結合系により、該第２ピッチ変換用アレイ導波路を介して前記レンズ系と前記アレイ状光素子を光結合して多チャネルの一括接続を行うことを特徴とする。
そして、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の多チャネル光モジュールにおいて、導波路にはスポットサイズ変換部が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
つまり、本発明では、光機能素子アレイとピッチ変換部付きの光ファイバアレイもしくはアレイ光導波路との間に、または、ピッチ変換部付きの光機能素子アレイと光ファイバアレイもしくはアレイ光導波路との間に、または、ピッチ変換部付きの光機能素子アレイとピッチ変換部付きの光ファイバアレイもしくはアレイ光導波路との間に、１チャネル光素子モジュールで用いられる汎用の小型の非球面レンズを１枚設置し、ピッチ変換部により狭ピッチ化した多チャネル光素子の光入出力部を、安定した光学特性を有する非球面レンズの中心領域を用いて対応するアレイ光導波路や光ファイバアレイのコア部に結像し、簡素な光結合系により多チャネルの一括接続を実現する。
【００１０】
この光結合系では、光機能素子アレイもしくは光ファイバアレイ、または、光機能素子アレイ及び光ファイバアレイに設けられたピッチ変換部により、用いるレンズの開口数に適合するサイズに光機能素子アレイの光入出力部のサイズを変換することで、レンズの大型化や開口数の調整をすることなく、光モジュールの小型・多チャネル化及びストローク低減のための広ピッチ化への対応が可能になる。その結果、多チャネル光モジュールの組立工程の複雑化や専用レンズの作製による高コスト化を避けることができ、小型・低コスト化を容易に実現した多チャネル光モジュールとすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１には本発明の第１実施形態例に係る多チャネル光モジュールのサブキャリアの構造説明、図２にはサブキャリアの光結合状況、図３には有効開口部とレーザビームの比較説明、図４には結合損失を表すグラフ、図５には第１実施形態例に係る多チャネル光モジュールの全体構成説明を示してある。
【００１２】
本実施形態例は、アレイ間ピッチを、例えば、250 μm から75μm に変換する導波路（第２ピッチ変換用アレイ導波路）を設けたアレイ状光素子としての８ch半導体レーザダイオード(LD)アレイと、アレイ間ピッチを、例えば、250 μm から150 μm に変換する導波路アレイ（ピッチ変換用アレイ導波路）を有するアレイ状光ファイバとしての８ch光ファイバアレイ（250 μm ピッチ）との間の光結合を、倍率２倍の非球面レンズ１枚により実現した多チャネル光モジュールを例に挙げて構成及び作用・効果を説明してある。
【００１３】
図１に基づいてサブキャリアを説明する。
【００１４】
サブキャリア１は、金メッキを施した銅・タングステン合金製のCuW ブロック（ブロック）２の上に、各部品を以下の手順で搭載して構成される。ピッチ変換導波路（第２ピッチ変換用アレイ導波路）付きの８ch半導体レーザダイオードアレイ（LDアレイ）３（出力部のチャネル間ピッチ75μm ）、そのパワーモニタ用PD４及び温調用のサーミスタ５は、AlN 製の配線板６の上に搭載され、ワイヤボンド等により電気配線接続され、配線板６と共にブロック２上に半田固定される。続いて、レンズ系としての倍率２倍の非球面レンズ（ステンレスホルダ付き、光学特性は汎用品と同等な有効N/A:0.6 、ｆ＝1.5mm ）７をブロック２のレンズ搭載用溝に載置する。
【００１５】
さらに、先端をステンレスブロック８で覆ったピッチ変換用導波路（ピッチ変換用アレイ導波路）付きの８ch光ファイバアレイ（光ファイバアレイ）９をブロック２のファイバ固定部に置く。非球面レンズ７とステンレスブロック８の位置をブロック２上で微調整し、LDアレイ３からの８chの出射光が光ファイバアレイ９と結合する位置を見いだし、ＹＡＧ溶接により非球面レンズ７とステンレスブロック８をその位置に固定する。
【００１６】
図２乃至図４に基づいて光結合について説明する。
【００１７】
実際の光結合状態でのLDアレイ３と非球面レンズ７との間は約ａmm（例えば、0.7mm)、非球面レンズ７と光ファイバアレイ９との間は約ｂmm（例えば、4.5mm)となっている。また、LDアレイ３、非球面レンズ７及び光ファイバアレイ９の中心軸は略一致している。このとき、LDアレイ３の出力部のチャネル間ピッチは75μm であるため、レーザー光の出射中心は非球面レンズ７の中心軸から±37.5μm(ch4,5)、±112.5 μm(ch3,6)、±187.5 μm(ch2,7)、±262.5 μm(ch1,8)の位置にある。また、導波路にはスポットサイズ変換部が設けられているため、ビームの広がり角は、図２中紙面に垂直な方向及び平行な方向とも15°である。そのため、LDアレイ３の端面から出射したビームは、例えば、0.7mm 離れた非球面レンズ７に入射する際には、直径190 μm （垂直方向）の円状になっている。
【００１８】
LDアレイ３からの４つの円形ビームと非球面レンズ７の有効開口部である半径525 μm （N/A:0.6 及びLDアレイ３と非球面レンズ７のの距離0.7mm から求めた値）の円を比較して示したのが図３である。図から判るように、８つのビームは全て非球面レンズ７の有効開口部内に入射しており、図２に示すように、射出光はLDアレイ３の２倍のピッチを有する光ファイバアレイ９の端面に結像する。８つのビームの光ファイバへの入射角度の垂直入射からのずれは最大でも10°(ch1,8) 以下であり、この角度ずれが結合効率に与える影響は無視できる。実際に、サブキャリア１を完成させた後に測定したLDアレイ３と光ファイバアレイ９の挿入損失を図４に示す。図から判るように、８ch全てが４dBから５dBの損失で結合しており、先球ファイバを１本づつアライメントした場合と同等の結果が得られている。
【００１９】
図５に基づいてモジュール作製について説明する。
【００２０】
図に示すように、給電用、電気信号用、ＡＰＣコントロール用及び温度コントロール用の端子の付いたモジュールケース１１に、ペルチエ素子１２、サブキャリア１の順に載置・固定する。その後、サブキャリア１とモジュールケース１１の電気端子間の接続を行う。続いて、モジュールケース１１に光ファイバアレイ９のＭＴフェルール部１０をエポキシ系接着剤で封止固定する。最後に、モジュールケース１１に金属製の蓋１３を窒素雰囲気中でシーム溶接し、モジュールが完成する。完成したモジュールは、先球ファイバあるいはマイクロレンズを用いたモジュールと同等な伝送特性を示すことが確認されている。
【００２１】
上述した実施形態例の多チャネル光モジュールは、光機能素子と光ファイバ間のピッチ変換を含む光結合構造を用いることで、１枚の汎用的な非球面レンズ７による小型・低コストな多チャネル一括結合を実現することができる。尚、ピッチ変換用アレイ導波路を光機能素子と非球面レンズ７の間にのみ設ける構成とすることも可能である。
【００２２】
図６乃至図８に基づいて本発明の第２実施形態例を説明する。図６には本発明の第２実施形態例に係る多チャネル光モジュールのサブキャリアの構造説明、図７には第２実施形態例に係る多チャネル光モジュールの全体構成説明、図８には結合損失を表すグラフを示してある。
【００２３】
本実施形態例は、高周波駆動時の電気ストローク低減のために、チャネル間ピッチを、例えば、500 μm に広げ、かつそのピッチを、例えば、100 μm に狭めるように変換する光導波路（第２ピッチ変換用アレイ導波路）を設けたアレイ状光素子としての４ch半導体レーザダイオード(LD)アレイ光源と、チャネル間ピッチを、例えば、200 μm に狭めるように変換する光導波路アレイ（ピッチ変換用アレイ導波路）を設けたアレイ状光ファイバとしての４ch光ファイバアレイとの間の光結合を、１枚のレーザコリメートレンズ、１個の光アイソレータ及び１枚のファイバコリメートレンズからなる光結合系により実現した多チャネル光モジュールを例に挙げて構成及び作用・効果を説明してある。
【００２４】
図６に基づいてサブキャリアを説明する。
【００２５】
サブキャリア２１は、金メッキを施した銅・タングステン合金製のCuW ブロック（ブロック）２２の上に、各部品を以下の手順で搭載して構成される。例えば、100 μm ピッチのアレイ導波路（第２ピッチ変換用アレイ導波路）付きの４ch半導体レーザダイオード(LD)アレイ（LDアレイ）２３（出力部のチャネル間ピッチ500 μm ）は、AlN 製の配線板２４の上に形成された高周波信号線路上の所定の位置にフリップチップボンディングされる。その後、パワーモニタ用PD２５及び温調用のサーミスタ２６が配線板２４の上に搭載されてワイヤボンド等により電気配線接続し、配線板２４ごとブロック２２の上に半田固定される。
【００２６】
続いて、例えば、焦点距離が1.6mm 、N/A が0.6 の非球面レーザーダイオード(LD)コリメートレンズ（LDコリメートレンズ）２７（ステンレスホルダ付き）をブロック２２のレンズ搭載用溝に載置する。LDコリメートレンズ２７の位置は、LDアレイ２３とLDコリメートレンズ２７の距離ｃが焦点距離と等しくなるようにする（例えば1.6mm ）。その後、光軸と平行なコリメート光が得られるように、LDコリメートレンズ２７の位置を調整し、ＹＡＧ溶接により固定する。
【００２７】
本実施形態例のLDアレイ２３からのビームの広がり角も、第１実施形態例と同様に、水平方向及び垂直方向ともに15°であり、図３と同様に、信号光はLDコリメートレンズ２７の有効開口部内に入射している。
【００２８】
図７に基づいてモジュール作製について説明する。
【００２９】
図に示すように、給電用、電気信号用、ＡＰＣコントロール用及び温度コントロール用の端子の付いたモジュールケース２８に、ペルチエ素子２９及び光アイソレータ３０と共に上述したサブキャリア２１を載置・固定する。そして、モジュールケース２８に金属製の蓋３１を窒素雰囲気中でシーム溶接し、モジュールを気密封止する。
【００３０】
気密封止後、モジュールの出力チャネルに非球面コリメートレンズ（例えば、焦点距離：3.2mm 、N/A ：0.2 ）３２とピッチ変換導波路（ピッチ変換用アレイ導波路）付き４ch光ファイバアレイ（光ファイバアレイ）３３を仮置きする。非球面コリメートレンズ３２及び光ファイバアレイ３３の位置は、LDコリメートレンズ２７からの距離がｄ（例えば、4.8mm)，ｅ（例えば、8.0mm)となるように光軸を合わせた位置とする。
【００３１】
この時、２枚のレンズによる像倍率は２倍となり、100 μm ピッチの導波路からの（LDアレイ２３からの）光ビームは光ファイバアレイ３３の導波路と同じ200 μm ピッチで結像する。また、ビームの入射角も光ファイバ端面に垂直な方向から最大でも80°傾く程度であり、傾きによる光結合への影響は無視できる。
【００３２】
非球面コリメートレンズ３２及び光ファイバアレイ３３を仮置きした後、４本のファイバからの光出力が最大かつ均一になるように、非球面コリメートレンズ３２及び光ファイバアレイ３３の位置を微調整し、ＹＡＧ溶接により固定してモジュールが完成する。
【００３３】
図８に基づいて光結合について説明する。
【００３４】
実際に完成したモジュールを用いて測定したLDアレイ２３と光ファイバアレイ３３の挿入損失を図８に示す。光アイソレータ３０の挿入損失が加わるため、図４に示した第１実施形態例に比べて挿入損失が若干増加（0.5dB 程度）するが、４ch全てが4.54B から5.5dB の損失で結合しており、先球ファイバを１本づつアライメントした場合と遜色のない結果が得られている。
【００３５】
本実施形態例のモジュール構造では、従来、多チャネルモジュールでは困難とされてきたアイソレータの挿入が実現されており、モジュールの伝送特性の向上にとっても極めて有効である。さらに、LDアレイ２３にピッチ変換導波路を設けて狭ピッチ化したため、１本の光アイソレータ３０で４ch全てのアイソレーションが可能であり、モジュール構造の簡素化・低コスト化にも有効である。また、電気的クロストーク低減のためにLDアレイ２３を500 μm ピッチに広ピッチ化しており、４ch全ての10Gbps駆動時でもクロストークによる信号劣化は無視できるレベルであることが確認された。
【００３６】
上述した実施形態例の多チャネル光モジュールは、光機能素子と光ファイバ間のピッチ変換を含む光結合構造を用いることで、非球面コリメートレンズ３２による小型・低コストな多チャネル一括結合を実現することができる。尚、ピッチ変換用アレイ導波路を光機能素子と非球面コリメートレンズ３２の間にのみ設ける構成とすることも可能である。
【００３７】
図９乃至図１４に基づいて本発明の第３実施形態例を説明する。図９には本発明の第３実施形態例に係る多チャネル光モジュールに適用される２次元面発光レーザーアレイの構造説明、図１０には第３実施形態例に係る多チャネル光モジュールに適用される光ファイバアレイの構造説明、図１１には第３実施形態例に係る多チャネル光モジュールのサブキャリアの構造説明、、図１２にはキャリアの作製説明、図１３には第３実施形態例に係る多チャネル光モジュールの全体構成説明、図１４には有効開口部に対する２次元面発光レーザーアレイからの射出光ビームの入射位置説明を示してある。
【００３８】
本実施形態例は、多チャネル光素子として、図９に示す、アレイ間ピッチが、例えば、125 μm のアレイ状光素子としての８ch(4×2)２次元面発光レーザー(VCSEL) アレイ４１を用い、光信号伝送媒体である図１０に示す、先端に導波路アレイ５５（ピッチ変換及び導波路配列の(8×1)から(4×2)への変換を行う）を有する８ch(8×1)光ファイバアレイ４２（250 μm ピッチ) との光結合を、１枚の倍率２倍のステンレスホルダ付きの非球面レンズにより実現した多チャネル光モジュールを例に挙げて構成及び作用・効果を説明してある。
【００３９】
図９、図１１に基づいてサブキャリアについて説明する。
【００４０】
図１１は、本実施形態例で用いられる２次元面発光レーザー(VCSEL) アレイ４１（図９）を用いた８ch光送信モジュールのサブキャリアの概要を示してある。サブキャリア基板４３はAlN 製で、表面に８ch分(4×2 格子配列）のワイヤボンディングパッド４４が形成され、裏面には８chとサーミスタ分を合わせた９個の錫鉛製のボールグリッドアレイ(BGA) ４５が形成されている。各ワイヤボンディングパッド４４と対応するボールグリッドアレイ４５の半田ボールは電気的に導通している。サブキャリア基板４３の表面のチップマウントパッド上に２次元面発光レーザーアレイ４１をボンディングし、各２次元面発光レーザーアレイ４１をワイヤボンディングによりワイヤボンディングパッド４４に接続する。その後、温調用サーミスタ４６を指定の位置に搭載してサブキャリア４７が完成する。
【００４１】
図１０、図１２及び図１３に基づいてモジュール作製について説明する。
【００４２】
完成したサブキャリア４７は、図１２に示す、AlN 製のキャリア４８（多層配線基板）上の所定の位置にボールグリッドアレイ(BGA) により半田固定される。さらに、キャリア４８上の所定の位置に８chの２次元面発光レーザー(VCSEL) ドライバＩＣ（ＩＣ）４９を搭載し、ＩＣ電源パッド、グランドパッド及び高周波信号配線パッドと接続することで、キャリアは完成する。図１３に示すように、完成したキャリアはペルチエ素子５０上に固定され、信号・電源・グランド端子を有するモジュールケース５１内にペルチエ素子５０とともに固定される。モジュールケース５１内に固定されたキャリア上の信号・電源・グランドの各パッド５２をモジュールケース５１上の対応する端子のパッド５３に接続する。
【００４３】
続いて、２次元面発光レーザー(VCSEL) アレイ４１と光ファイバアレイ４２との間の光結合のために、第１実施形態例で用いたレンズと同じ倍率2.4 倍の非球面レンズ５３をキャリア上に固定する。このとき、２次元面発光レーザー(VCSEL) アレイ４１と非球面レンズ５３との距離は第１実施形態例と同様にａmm(0.7mm) で、２次元面発光レーザー(VCSEL) アレイ４１と非球面レンズ５３の中心軸は一致している。
【００４４】
そのため、８chのレーザー光の出射部は、図１４に示すように、レンズの中心軸からＸ方向に±62.5μm 、Ｙ方向に±62.5μm の位置に中心を有するチャネル (ch2,3,6,7)と、中心軸からＸ方向に±187.5 μm 、Ｙ方向に±62.5μm の位置に中心を有するチャネル (ch1,4,5,8)とになる。また、２次元面発光レーザー(VCSEL) アレイ４１からのレーザー光は円形ビームであり、その広がり角は、図１４のＸ方向、Ｙ方向とも約10°である。そのため、２次元面発光レーザー(VCSEL) アレイ４１の端面より出射したビームは、0.7mm 離れた非球面レンズ５３に入射する際には、直径約140 μm （垂直方向）の円状になっている。
【００４５】
図１４には２次元面発光レーザー(VCSEL) アレイ４１からの４つの円形ビームと非球面レンズ５３の有効開口部である半径525 μm （N/A:0.6 と２次元面発光レーザー(VCSEL) アレイ４１と非球面レンズ５３との距離0.7mm から求めた）の円を比較して示してある。４つのビームは全て有効開口部内に入射しており、射出光は非球面レンズ５３によりレンズ中心から6mm 程度離れた位置で２次元面発光レーザー(VCSEL) アレイ４１の2.4 倍のピッチ(300μm)を有する８本のビーム（ビーム径約８μm ）として結像する。
【００４６】
モジュールケース５１内にある結像位置付近にピッチ変換及び導波路配列の(8×1)から(4×2)への変換を行う導波路アレイ５５を有する光ファイバアレイ４２を置き、実際に２次元面発光レーザー(VCSEL) アレイ４１のch1,8 を発光させて光ファイバアレイ４２のアクティブアライメントを行い、UV硬化樹脂により導波路アレイ５５及び光ファイバアレイ４２を固定する。最後に、窒素雰囲気中でモジュールケース５１に蓋５４をし、ファイバ取り出し口を樹脂封止してモジュールが完成する。完成後に２次元面発光レーザー(VCSEL) アレイ４１と光ファイバアレイ４２との間の挿入損失を測定し、８ch全てとも図４と同様な結合損失４dBから５dBで光結合できていることが確認された。
【００４７】
上述した実施形態例の多チャネル光モジュールは、光機能素子と光ファイバ間のピッチ変換を含む光結合構造を用いることで、２次元多チャネル光素子の光結合にもそのまま適用でき、非球面レンズ５３による小型・低コストな多チャネル一括結合を実現することができ、拡張性にも優れている。
【００４８】
【発明の効果】
本発明の多チャネル光モジュールは、多チャネル光送受信モジュールの光結合系が簡素化できるとともに、１チャネル光送受信モジュールの光結合系と同等な部品を用いて構成できるため、組立・部品双方のコスト低減が図れる。このため、光機能素子と光ファイバ間のピッチ変換を含む簡素な多チャネル一括光結合を実現し、チャネル数増加や半導体光素子の広ピッチ化にも柔軟に対応し、小型・高速化を推進して製造工程の複雑化や高コスト化を抑制した多チャネル光モジュールとすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態例に係る多チャネル光モジュールのサブキャリアの構造説明図。
【図２】サブキャリアの光結合状況説明図。
【図３】有効開口部とレーザビームの比較説明図。
【図４】結合損失を表すグラフ。
【図５】第１実施形態例に係る多チャネル光モジュールの全体構成図。
【図６】第２実施形態例に係る多チャネル光モジュールのサブキャリアの構造説明図。
【図７】第２実施形態例に係る多チャネル光モジュールの全体構成説明図。
【図８】結合損失を表すグラフ。
【図９】本発明の第３実施形態例に係る多チャネル光モジュールに適用される２次元面発光レーザーアレイの構造説明図。
【図１０】第３実施形態例に係る多チャネル光モジュールに適用される光ファイバアレイの構造説明図。
【図１１】第３実施形態例に係る多チャネル光モジュールのサブキャリアの構造説明図。
【図１２】キャリアの作製説明図。
【図１３】第３実施形態例に係る多チャネル光モジュールの全体構成説明図。
【図１４】有効開口部に対する２次元面発光レーザーアレイからの射出光ビームの入射位置説明図。
【符号の説明】
１，２１，４７  サブキャリア
２，２２  CuW ブロック（ブロック）
３  ８ch半導体レーザダイオードアレイ（LDアレイ）
４，２５  パワーモニタ用PD４
５，２６，４６  サーミスタ
６，２４  配線板
７，５３  非球面レンズ
８  ステンレスブロック
９  ８ch光ファイバアレイ（光ファイバアレイ）
１０  ＭＴフェルール部１０
１１，２８，５１  モジュールケース
１２，２９，５０  ペルチエ素子
１３，３１，５４  蓋
２３  ４ch半導体レーザダイオードアレイ（LDアレイ）
２７  非球面レーザーダイオードコリメートレンズ（LDコリメートレンズ）
３０  光アイソレータ
３２  非球面アイソレータレンズ
３３  ４ch光ファイバアレイ（光ファイバアレイ）
４１  ８ch(4×2)２次元面発光レーザー(VCSEL) アレイ
４２  ８ch(4×2)光ファイバアレイ
４３  サブキャリア基板
４４  ワイヤボンディング
４５  ボールグリッドアレイ(BGA)
４９  ２次元面発光レーザー(VCSEL) ドライバＩＣ（ＩＣ）
５５  ピッチ変換及び面配列変換用の導波路アレイ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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