(57)【要約】【課題】光出力部と光伝送路のコアとの光結合効率が集光レンズを有しない構成と比較して向上する光伝送路、光伝送システム、及び光伝送路の製造方法を提供する。【解決手段】光伝送システム１は、光信号２０１を出力する光出力部２１０を有する面発光型半導体レーザ２０と、光出力部２１０と光結合するコア３０を有し、光信号２０１の入射側の端部に傾斜面３２を有する、マルチコア光ファイバ３と、傾斜面３２にコア３０に対応して形成され、２０１光信号をコア３０に集光する集光レンズ３４とを備える。【選択図】図１
2014081588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を出力する光出力部を有する発光素子と、
前記光出力部と光結合するコアを有し、前記光信号の入射側の端部に傾斜面を有する光伝送路と、
前記傾斜面に前記コアに対応して形成され、前記光信号を前記コアに集光する集光部と、
を備える光伝送システム。
【請求項２】
前記集光部は、非球面の形状に形成されたものである、
請求項１記載の光伝送システム。
【請求項３】
前記集光部は、回転楕円体の一部により構成されたものである、
請求項２記載の光伝送システム。
【請求項４】
前記発光素子は、複数の光信号を出力する複数の光出力部を有し、
前記光伝送路は、前記複数の光出力部と光結合する複数のコアを有し、
前記集光部は、前記傾斜面に前記複数のコアにそれぞれ対応して形成され、前記光信号を対応する前記コアに集光する複数の集光部である、
請求項１記載の光伝送システム。
【請求項５】
前記光出力部は、前記コアの中心軸線と前記傾斜面とが交わる点を通り、前記コアの中心軸線に直交して前記発光素子側に伸びた線と、
前記線に平行であって、前記コアの入射側の前記傾斜面上の端部を通る線との間に位置する、
請求項２乃至４のいずれか１項記載の光伝送システム。
【請求項６】
前記光伝送路の傾斜面は、前記光伝送路の中心軸線に対して１°〜４４°以下の傾斜角を有する、
請求項１乃至５のいずれか１項記載の光伝送システム。
【請求項７】
光信号を出力する光出力部と光結合するコアと、
前記光信号の入射側の端部に設けられた傾斜面と、
前記傾斜面上に形成され、前記出力部から出力される前記光信号を前記コアに集光する集光部と、
を有する光伝送路。
【請求項８】
前記集光部は、非球面の形状に形成されたものである、
請求項７記載の光伝送路。
【請求項９】
光信号を伝送するコアと、前記光信号の入射側の端部に傾斜面とを有する光伝送路を準備し、
未硬化の硬化性の樹脂を前記光伝送路の前記傾斜面の前記コアの部分に滴下する工程と、
前記光伝送路の前記傾斜面に滴下され、重力によって変形した前記未硬化の硬化性の樹脂を硬化させる工程と、
を含む光伝送路の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送システム、光伝送路、及び光伝送路の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
伝送される情報量の増加に伴い、高速大容量伝送が可能な光ファイバを用いた光伝送が主流になってきている。その中で、さらに信号密度を向上させるため、一本のファイバ内に複数のコアを有するマルチコア光ファイバが開発されており、今後、情報伝達の主流になると考えられている。
【０００３】
一方、低背化のため、Ｍ列×Ｎ行の発光素子を面内に有する面型の発光素子アレイと、Ｍ列×Ｎ段のコアを有する多段光導波路アレイと、多段光導波路アレイのＭ列×Ｎ行発光素子に対応する位置に設けられたＭ×Ｎ個のミラーとを備えた光導波路の接続構造が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２００７−２１２６８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、集光レンズを有しない構成と比較して、光出力部と光伝送路のコアとの光結合効率の向上を図ることができる光伝送システム、光伝送路、及び光伝送路の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様として、以下の光伝送システム、光伝送路、及び光伝送路の製造方法を提供する。
［１］光信号を出力する光出力部を有する発光素子と、
前記光出力部と光結合するコアを有し、前記光信号の入射側の端部に傾斜面を有する光伝送路と、
前記傾斜面に前記コアに対応して形成され、前記光信号を前記コアに集光する集光部と、
を備える光伝送システム。
［２］前記集光部は、非球面の形状に形成されたものである、
前記［１］記載の光伝送システム。
［３］前記集光部は、回転楕円体の一部により構成されたものである、
前記［２］記載の光伝送システム。
［４］前記発光素子は、複数の光信号を出力する複数の光出力部を有し、
前記光伝送路は、前記複数の光出力部と光結合する複数のコアを有し、
前記集光部は、前記傾斜面に前記複数のコアにそれぞれ対応して形成され、前記光信号を対応する前記コアに集光する複数の集光部である、
前記［１］記載の光伝送システム。
［５］前記光出力部は、前記コアの中心軸線と前記傾斜面とが交わる点を通り、前記コアの中心軸線に直交して前記発光素子側に伸びた線と、
前記線に平行であって、前記コアの入射側の前記傾斜面上の端部を通る線との間に位置する、
前記［２］乃至［４］のいずれかに記載の光伝送システム。
［６］前記光伝送路の傾斜面は、前記光伝送路の中心軸線に対して１°〜４４°以下の傾斜角を有する、
前記［１］乃至［５］のいずれかに記載の光伝送システム。
［７］光信号を出力する光出力部と光結合するコアと、
前記光信号の入射側の端部に設けられた傾斜面と、
前記傾斜面上に形成され、前記出力部から出力される前記光信号を前記コアに集光する集光部と、
を有する光伝送路。
［８］前記集光部は、非球面の形状に形成されたものである、
前記［７］記載の光伝送路。
［９］光信号を伝送するコアと、前記光信号の入射側の端部に傾斜面とを有する光伝送路を準備し、
未硬化の硬化性の樹脂を前記光伝送路の前記傾斜面の前記コアの部分に滴下する工程と、
前記光伝送路の前記傾斜面に滴下され、重力によって変形した前記未硬化の硬化性の樹脂を硬化させる工程と、
を含む光伝送路の製造方法。    
【発明の効果】
【０００７】
請求項１、７に係る発明によれば、光出力部と光伝送路のコアとの光結合効率が集光レンズを有しない構成と比較して向上する。
請求項２、３、８に係る発明によれば、球面上の集光部に比べて光出力部から出力された光信号を効率よくコアに入射させることができる。
請求項４に係る発明によれば、複数のコアに対して共通の集光部を用いた場合と比較して、光出力部と光伝送路のコアとの光結合効率をより一層向上させることができる。
請求項５に係る発明によれば、光出力部がコアの中心軸線に直交する線上に位置する構成と比較して、光出力部と光伝送路のコアとの光結合効率をより一層向上させることができる。
請求項６に係る発明によれば、光伝送路の傾斜面の傾斜角が４５°である場合と比較して、光出力部と光伝送路のコアとの光結合効率をより一層向上させることができる。
請求項９に係る発明によれば、光伝送路の傾斜面に球面よりも光結合効率が高い非球面の集光レンズを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光伝送システムの概略の構成例を示す図である。
【図２】図２は、図１に示すマルチコア光ファイバのＡ方向矢視図である。
【図３】図３は、面発光型半導体レーザの平面図である。
【図４】図４は、図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図５は、受光素子の平面図である。
【図６】図６は、光出力部から光伝送路に入射する光信号を示した模式図である。
【図７】図７は、光伝送路の製造方法の一例を示す模式図であり、（ａ）は、硬化性樹脂を滴下する工程を示し、（ｂ）は、硬化性樹脂を硬化させる工程を示す。
【図８】図８は、本発明の第２の実施の形態に係る光出力部から光伝送路に入射する光信号を示した模式図である。
【図９】図９は、本発明の第３の実施の形態に係る光出力部から光伝送路に入射する光信号を示した模式図である。
【図１０】図１０は、本発明の第４の実施の形態に係る送信装置の概略の構成例を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の第５の実施の形態に係る送信装置の構成例を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は、光導波路の平面図、（ｃ）は、面発光型半導体レーザの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、各図中、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。
【００１０】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光伝送システムの概略の構成例を示す図である。図２は、図１に示す光伝送路のＡ方向矢視図である。図３は、面発光型半導体レーザの平面図である。図４は、図３のＢ−Ｂ線断面図である。図５は、受光素子の平面図である。図６は、光出力部から光伝送路に入射する光信号を示した模式図である。
【００１１】
この光伝送システム１は、図１に示すように、複数の光信号２０１を送信する送信装置２と、複数のコア３０ａ〜３０ｇ（これらを総称するときはコア３０ともいう。）を有し、送信装置２から送信された複数の光信号２０１を伝送するマルチコア光ファイバ３と、マルチコア光ファイバ３によって伝送された複数の光信号２０１を受信する受信装置４とを備える。ここで、マルチコア光ファイバ３は、光伝送路の一例である。
【００１２】
送信装置２は、複数の光信号２０１を出力する光出力部２１０ａ〜２１０ｇ（これらを総称するときは光出力部２１０ともいう。）を有する面発光型半導体レーザ２０と、マルチコア光ファイバ３の光信号２０１の入射側の端部を支持する支持部材２１と、面発光型半導体レーザ２０を駆動する図示しない駆動回路が実装された回路基板２２とを備える。支持部材２１は、マルチコア光ファイバ３の周面を受ける曲面状の受面２１ａを有する。なお、面発光型半導体レーザ２０は、発光素子の一例である。
【００１３】
受信装置４は、受光素子４０と、マルチコア光ファイバ３の光信号２０１の出射側の端部を支持する支持部材４１と、受光素子４０、支持部材４１、及び受光素子４０の出力信号を増幅する図示しない増幅回路が実装された回路基板４２とを備える。支持部材４１は、マルチコア光ファイバ３の周面を受ける曲面状の受面４１ａを有する。
【００１４】
（マルチコア光ファイバ）
マルチコア光ファイバ３は、図１、図２に示すように光出力部２１０ａ〜２１０ｇと光結合する複数のコア３０ａ〜３０ｇと、光信号２０１の入射側の傾斜面３２にコア３０ａ〜３０ｇに対応して形成され、光出力部２１０ａ〜２１０ｇが出力する光信号２０１をコア３０ａ〜３０ｇに集光する複数の集光レンズ３４とを有する。また、マルチコア光ファイバ３の中心軸線３ａに対する傾斜角θａが例えば４５°である傾斜面３２を光信号２０１の入射側の端部に有し、傾斜面３２と同様に傾斜した反射面３３を光信号２０１の出射側の端部に有する。なお、集光レンズ３４は、集光部の一例である。
【００１５】
マルチコア光ファイバ３の複数のコア３０ａ〜３０ｇは、面発光型半導体レーザ２０の光出力部２１０ａ〜２１０ｇに対応して配置されている。具体的には、マルチコア光ファイバ３は、中心軸線３ａ上に配置されたコア３０ａと、中心軸線３ａに対して同心円上に等間隔に配置された複数（例えば６つ）のコア３０ｂ〜３０ｇと、コア３０ａ〜３０ｇの周囲に形成され、コア３０ａ〜３０ｇの屈折率よりも低い屈折率を有するクラッド３１とから構成されている。なお、図１では、３つのコア３０ａ、３０ｄ、３０ｇのみを図示する。
【００１６】
マルチコア光ファイバ３は、コア３０及びクラッド３１が石英ガラスから形成された石英ガラス系光ファイバ、コア３０が石英ガラスから形成され、クラッド３１がプラスチックから形成されたポリマークラッド光ファイバ、コア３０及びクラッド３１がプラスチックから形成されたプラスチック光ファイバ等を用いることができる。マルチコア光ファイバ３は、シングルモード光ファイバでもマルチモード光ファイバでもよい。コア３０の直径は、シングルモード光ファイバで例えば、約１０μｍであり、クラッド３１の外径は、例えば、約１２５μｍである。なお、クラッド３１の外周に保護層を設けてもよい。
【００１７】
集光レンズ３４は、図１、図２及び図６に示すように、マルチコア光ファイバ３の傾斜面３２に非球面の形状に形成されて、マルチコア光ファイバ３のコア３０を覆うように配置される。すなわち、図６に示すように、集光レンズ３４は、光出力部２１０に一端の焦点２０３を有し、コア３０の中心軸線３００ａ上に他方の焦点３０１ａを有する回転楕円体の一部により形成されている。また、集光レンズ３４は、コア３０と屈折率が同じである後述する硬化性樹脂６１０により形成される。なお、集光レンズ３４を石英ガラスにより形成してもよい。また、図６は、例として光出力部２１０ｇから出射されてコア３０ｇに入射する光信号２０１を示している。
【００１８】
（面発光型半導体レーザ）
面発光型半導体レーザ２０は、複数の光信号２０１を出力する光出力面２０ａと、光出力面２０ａと反対側に実装面２０ｂとを有する面型の発光素子であり、例えば、図１、図３、図４に示すように、ｎ型ＧａＡｓからなる基板２００を備え、基板２００の中心に配置されたメサ部による光出力部２１０ａと、基板２００の中心に対して同心円上に配置された複数（例えば６つ）のメサ部による光出力部２１０ｂ〜２１０ｇとを備える。また、面発光型半導体レーザ２０としては、シングルモード又はマルチモードのレーザ光を出射する発光素子を用いることができる。
【００１９】
面発光型半導体レーザ２０は、図４に示すように、光出力部２１０ａ〜２１０ｇの光出力面側に開口２１５ａを有するｐ側電極２１５が形成され、このｐ側電極２１５から配線パターン２１６Ａ、２１６Ｂを介して電極パッド２１７に至るように導電パターンが形成されている。開口２１５ａは、光信号２０１が出射する出射口となる。
【００２０】
光出力部２１０ａ〜２１０ｇは、図１に示すように、マルチコア光ファイバ３の下部に対して予め定められた間隔（例えば１００μｍ）を設けて光出力面２０ａに配置され、光軸２０２を中心に広がり角（例えば１０°）を有する光信号２０１を出力する。
【００２１】
光出力部２１０ａ〜２１０ｇは、図４に示すように、基板２００上に、ＡｌｘＧａ（１−ｘ）Ａｓ多層膜からなるｎ型の下部ＤＢＲ層２１１、ＭＱＷによる活性層２１２、アパーチャ２１３ａを有する電流狭窄層２１３、ＡｌｘＧａ（１−ｘ）Ａｓ多層膜からなるｐ型の上部ＤＢＲ層２１４、開口２１５ａを有するｐ側電極２１５を、この順に形成して構成されている。面発光型半導体レーザ２０は、基板２００の下面にｎ側電極２３０が形成されている。電極パッド２１７及びｎ側電極２３０は、支持部材２１の配線パターンを介して回路基板２２上の駆動回路に接続される。
【００２２】
（受光素子）
受光素子４０は、光信号２０１を入力する光入力面４０ａと反対側に実装面４０ｂを有する面型の受光素子であり、例えば、フォトダイオード等を用いることができる。この受光素子４０は、図１、図５に示すように、基板４００と、基板４００上に中心に配置された受光部４１０ａと、基板４００の中心に対して同心円上に等間隔に配置された複数（例えば６つ）の受光部４１０ｂ〜４１０ｇ（これらを総称するときは受光部４１０ともいう。）とを備える。受光部４１０ｂ〜４１０ｇは、本実施の形態では、高速応答性に優れたＧａＡｓ系のＰＩＮフォトダイオードを用いる。このＰＩＮフォトダイオードは、例えば、ＧａＡｓからなる基板４００上に、ＰＩＮ接合されたＰ層、Ｉ層及びＮ層と、Ｐ層に接続されたｐ側電極４１１と、Ｎ層に形成されたｎ側電極４１４とを備える。
【００２３】
受光部４１０には、図５に示すように、開口４１１ａを有するｐ側電極４１１が形成され、このｐ側電極４１１から配線パターン４１２Ａ、４１２Ｂを介して電極パッド４１３に至るように導電パターンが形成されている。また、受光部４１０には、ｐ側電極４１１を囲むようにｎ側電極４１４が形成され、このｎ側電極４１４から配線パターン４１５Ａ、４１５Ｂを介して電極パッド４１６に至るように導電パターンが形成されている。開口４１１ａは、光信号が入射する入射口となる。電極パッド４１３、４１６は、支持部材４１の配線パターンを介して回路基板４２上の増幅回路に接続される。
【００２４】
（マルチコア光ファイバ３の製造方法）
次に、集光レンズ３４を有するマルチコア光ファイバ３の製造方法の一例について説明する。図７は、マルチコア光ファイバの製造方法の一例を示す模式図である。
【００２５】
集光レンズ３４を有するマルチコア光ファイバ３は、マルチコア光ファイバ製造装置６を用いて製造される。マルチコア光ファイバ製造装置６は、図示しない樹脂供給源に接続して未硬化の硬化性樹脂６１０が供給される供給ライン６１と、供給ライン６１に設けられ、樹脂分配部６２に供給される硬化性樹脂６１０の量を制御するバルブ６１ａと、供給ライン６１から供給された硬化性樹脂６１０を複数のノズル６３に均等に分配する樹脂分配部６２と、ノズル６３の鉛直方向の下側にマルチコア光ファイバ３を固定する固定具６４と、紫外線６５０をマルチコア光ファイバ３に照射するランプ６５と、本装置６の各部を制御する図示しない制御部とを有する。なお、図７では、ノズル６３、コア３０等については、一部のみを図示している。
【００２６】
（１）マルチコア光ファイバ３の準備
先ず、光信号２０１を伝送するコア３０と、光信号２０１の入射側の端部に傾斜面３２とを有するマルチコア光ファイバ３を準備する。
【００２７】
（２）マルチコア光ファイバ３の固定
次に、準備したマルチコア光ファイバ３を固定具６４の開口６４１に差し込み、マルチコア光ファイバ３のコア３０がノズル６３の鉛直方向の下側に位置するように固定する。
【００２８】
（３）硬化性樹脂６１０の滴下
次に、供給ライン６１に設けられたバルブ６１ａを制御部により制御して硬化性樹脂の供給源から供給ライン６１を介して樹脂分配部６２に未硬化の硬化性樹脂６１０を供給する。樹脂分配部６２は、硬化性樹脂６１０を均等に各ノズル６３に分配する。ノズル６３は、分配された硬化性樹脂６１０を各ノズル６３に対応するコア３０上に滴下する。なお、硬化性樹脂６１０としては、ここでは、紫外線６５０によって硬化する硬化性樹脂を用いるが、熱により硬化する硬化性樹脂や、電子線照射によって硬化する硬化性樹脂等を用いてもよい。
【００２９】
（４）硬化性樹脂６１０の硬化
次に、ノズル６３が未硬化の硬化性樹脂６１０がコア３０に滴下した後、予め定められた時間待機することにより、滴下した未硬化の硬化性樹脂６１０を重力により予め定められた形状に変形させる。予め定められた時間の経過後、図６（ｂ）に示すように、ランプ６５から紫外線６５０を変形した硬化性樹脂６１０に照射する。紫外線６５０が照射された硬化性樹脂６１０は、非球面の一種である回転楕円体の一部を構成する集光レンズ３４の形状に硬化する。なお、この工程は、未硬化の硬化性樹脂６１０が予め定めた形状になるのを確認して紫外線６５０を照射する工程としてもよい。
【００３０】
（第１の実施の形態の動作）
次に、第１の実施の形態の動作の一例について説明する。まず、送信装置２の駆動回路は、面発光型半導体レーザ２０の各光出力部２１０を駆動して光信号２０１を出力させる。面発光型半導体レーザ２０の各光出力部２１０から出力された光信号２０１は、集光レンズ３４により集光されて対応するコア３０に入射する。
【００３１】
コア３０に入射した光信号２０１は、コア３０の他端側に伝送され、反射面３３で反射した後、受光素子４０の受光部４１０により受光される。光信号２０１を受光した受光部４１０は、光信号２０１の光量に応じた電気信号を増幅回路に出力する。増幅回路は、受光部４１０から出力された電気信号を増幅する。
【００３２】
（光信号の経路）
次に、光出力部２１０が出力する光信号２０１の経路について説明する。光信号２０１は、図６に示すように光出力部２１０から出射されてクラッド３１及びコア３０を経由し、集光レンズ３４に入射する。集光レンズ３４に入射した光信号２０１は、集光レンズ３４と空気との界面で反射してコア３０に集光される。コア３０に集光された光信号２０１は、コア３０により伝送されて反対側の受信装置４に受信される。
【００３３】
ここで、光信号２０１が光軸２０２を中心に広がり角θｂを有することを考慮して、集光レンズ３４の反射点３４ａで反射した光信号２０１を光信号２０１ａ、反射点３４ｂで反射した光信号２０１を光信号２０１ｂとしてさらに説明する。
【００３４】
集光レンズ３４で反射された光信号２０１ａ、２０１ｂは、コア３０の中心軸線３００ａに位置する焦点３０１ａで交差し、コア３０に集光される。焦点３０１ａを通過した光信号２０１ａ、２０１ｂは、コア３０とクラッド３１との界面で全反射を繰り返し、マルチコア光ファイバ３の反対側の端面まで伝送される。なお、入射角θｃは、光信号２０１ｂがコア３０とクラッド３１との界面に入射する角度である。
【００３５】
（第１の実施の形態の効果）
第１の実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
（ａ）集光レンズ３４を有しない構成と比較して光出力部２１０とマルチコア光ファイバ３のコア３０との光結合効率の向上を図ることができる。
（ｂ）光伝送路の傾斜面に球面よりも光結合効率が高い非球面の集光レンズを形成することができる。
【００３６】
［第２の実施の形態］
図８は、本発明の第２の実施の形態に係る光出力部から光伝送路に入射する光信号を示した模式図である。第１の実施の形態では、光出力部２１０は、コア３０の中心軸線３００ａと傾斜面３２とが交わる点を通り、コア３０の中心軸線３００ａに直交して面発光型半導体レーザ２０側に伸びた線上の図８に示す位置Ｘ１に設けられていたが、本実施の形態の光出力部２１０は、第１の実施の形態に係る光出力部２１０と異なる位置Ｘ２に設けられている。以下、第１の実施の形態と異なる点を中心に説明する。なお、図８は、例として光出力部２１０ｇから出射されてコア３０ｇに入射する光信号を示している。
【００３７】
本実施の形態の光出力部２１０は、コア３０の中心軸線３００ａと直交する線と平行であって、コア３０の入射側の傾斜面３２上の下方側の端部を通る線上の位置Ｘ２に設けられている。また、光出力部２１０は、位置Ｘ１と位置Ｘ２との間、又は位置Ｘ１と、コア３０の中心軸線３００ａと直交する線と平行であって、コア３０の入射側の傾斜面３２上の上方側の端部を通る線上の位置Ｘ３との間に設けられてもよい。
【００３８】
光出力部２１０から出力された光信号２０１は、集光レンズ３４と空気との界面で反射し、クラッド３１を介してコア３０に集光される。要するに、反射点３４ｃで反射した光信号２０１ｃ、及び反射点３４ｄで反射した２０１ｄは、クラッド３１を通過してコア３０の焦点３０１ｂで交わり、コア３０とクラッド３１との界面に入射する。
【００３９】
ここで、光信号２０１ｄがコア３０とクラッド３１との界面に入射する入射角θｃは、図７に示す光信号２０１ｂの入射角θｃと比較して小さくなることが分かる。これにより、光信号２０１がコア３０とクラッド３１との界面で全反射が可能な最大の角度である臨界角（例えば約８６°）に対して入射角θｃが小さくなる。
【００４０】
（第２の実施の形態の効果）
第２の実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
（ａ）光出力部２１０とマルチコア光ファイバ３のコア３０との光結合効率が、光出力部２１０の位置がコア３０の中心軸線３００ａと直交するように設けられた構成と比較して向上する。
（ｂ）光出力部２１０とマルチコア光ファイバ３のコア３０とが光結合する光出力部の位置の範囲が集光レンズ３４を有しない構成と比較して広がる。
【００４１】
［第３の実施の形態］
図９は、本発明の第２の実施の形態に係る光出力部から光伝送路に入射する光信号を表した模式図である。実施の第１の形態では、マルチコア光ファイバ３の傾斜面３２の傾斜角θａを４５°にしていたが、本実施の形態のマルチコア光ファイバ３の傾斜面３２は、１°〜４４°以下の傾斜角θａを有する。以下、第１の実施の形態と異なる点を中心に説明する。なお、図９は、例として光出力部２１０ｇから出射されてコア３０ｇに入射する光信号２０１を示している。
【００４２】
本実施の形態に係る光出力部２１０から出力された光信号２０１は、集光レンズ３４と空気との界面で反射されてコア３０に入射して焦点３０１ｃで交わる。ここで、反射点３４ｅで反射した光信号２０１を光信号２０１ｅ、反射点３４ｆで反射した光信号２０１を光信号２０１ｆとして以下説明する。
【００４３】
光信号２０１ｅ、２０１ｆは、反射点３４ｅ、３４ｆで反射した後、クラッド３１を通らずにコア３０に入射する。光信号２０１ｅ、２０１ｆは、コア３０と屈折率が同じ集光レンズ３４からコア３０に入射するため、集光レンズ３４とクラッド３１との界面、及びクラッド３１とコア３０との界面での屈折及び反射の影響を受けない。
【００４４】
光信号２０１が、集光レンズ３４とクラッド３１との界面、及びクラッド３１とコア３０との界面での屈折及び反射の影響を受けない最適な傾斜角θａの範囲は、広がり角θｂが１０°、光出力部２１０とマルチコア光ファイバ３との距離が１００μｍ、コア３０の径が１０μｍの条件で、２０°〜２３°である。
【００４５】
（第３の実施の形態の効果）
第３の実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
マルチコア光ファイバ３の傾斜面３２の傾斜角を４５°以下の最適な角度とすることで、光信号２０１とコア３０の光結合効率が傾斜面３２の傾斜角を４５°とする構成と比較して向上する。
【００４６】
［第４の実施の形態］
図１０は、本発明の第４の実施の形態に係る送信装置の構成例を示す図である。本実施の形態の光伝送システムの送信装置２は、マルチコア光ファイバ３の光信号２０１の入射側の端部、集光レンズ３４、面発光型半導体レーザ２０及び駆動回路が封止部材５で封止され、集光レンズ３４の表面に反射膜３４１が形成されている。その他は、第１の実施の形態と同様に構成されている。
【００４７】
反射膜３４１は、例えば金、アルミニウム等を蒸着することで形成される。これにより、集光レンズ３４を透過する光が抑制され、反射効率が高まる。
【００４８】
封止部材５は、マルチコア光ファイバ３のコア３０の屈折率に近い屈折率を有する材料、例えば透光性を有するエポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の絶縁性材料を用いる。これにより、光素子とマルチコア光ファイバ３の下部と空気との界面の屈折や反射が軽減される。
【００４９】
（第４の実施の形態の効果）
第４の実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
封止部材５により、マルチコア光ファイバ３の光信号２０１の入射側の端部、集光レンズ３４及び面発光型半導体レーザ２０を封止することで、これらを封止しない構成と比較して光出力部２１０とマルチコア光ファイバ３のコア３０との光結合効率が向上する。
【００５０】
［第５の実施の形態］
図１１は、本発明の第４の実施の形態に係る送信装置の構成例を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は、光導波路の平面図、（ｃ）は、面発光型半導体レーザの平面図である。上記第１乃至第３の実施の形態では、光伝送システム１は、光伝送路としてマルチコア光ファイバ３を用いたが、第５の実施の形態の光伝送システム１は、光導波路８を用いたものであり、他は第１の実施の形態と同様である。以下、第１の実施の形態と異なる点を中心に説明する。なお、光導波路８は、光伝送路の一例である。
【００５１】
光導波路８は、３列×３行の複数のコア８０ａ〜８０ｉ（これらを総称するときはコア８０ともいう。）と、コア８０の屈折率よりも低い屈折率を有するクラッド８１と、光信号７０１の入射側にコア８０の中心軸線８ａに対して４５°に傾斜した傾斜面８２と、傾斜面８２にコア８０に対応してコア８０を覆うように配置される集光レンズ８３を有する。また、光導波路８は、傾斜面８２の反対側に図示しない反射面を有する。なお、光導波路８は、３列×３行に限らず、４列×４行以上又は２列×２行のコア８０を有するものとしてもよい。また、傾斜面８２を４５°以下の傾斜角としてもよい。
【００５２】
光導波路８の複数のコア８０ａ〜８０ｉは、図１１（ｂ）に示すように、コア８０ａを中心とした３列×３行の格子状に配置され、集光レンズ８３を介して面発光型半導体レーザ７０の複数の光出力部７１０ａ〜７１０ｉと個別に光結合する。これと同様に、複数のコア８０ａ〜８０ｉは、図示は省略するが、光導波路８の他方の反射面を介して受光素子の複数の受光部と個別に光結合する。
【００５３】
本実施の形態の面発光型半導体レーザ７０は、図１１（ｃ）に示すように、光信号７０１を出力する光出力面７０ａに３列×３行に配置され、コア８０ｂ〜８０ｉに対応する光出力部７１０ａ〜７１０ｉを有する。面発光型半導体レーザ７０は、第１の実施の形態の面発光型半導体レーザ２０とは、光出力部の位置及び光出力部の数が異なり、他は第１の実施の形態と同様に構成されている。
【００５４】
（第５の実施の形態の効果）
第５の実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
（ａ）光導波路８を光伝送路として用いた構成においても、光出力部２１０と光導波路８のコア８０との光結合効率が集光レンズ３４を有さない構成と比較して向上する。
（ｂ）面型の発光素子及び面型の受光素子を用いることで、送信装置２及び受信装置４の低背化が可能になる。
【００５５】
［変形例］
なお、本発明の実施の形態は、上記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲内で種々に変形、実施が可能である。例えば、上記各実施の形態では、マルチコア光ファイバ３及び光導波路８が複数のコアを有するものとして説明したが、単一のコアを有する光ファイバ又は光導波路を用いる構成としてもよい。
【００５６】
また、マルチコア光ファイバ３又は光導波路８のコアに対する傾斜面の傾斜角が光出力部とそれぞれのコアとの間隔に応じた適切な角度になるように、傾斜面を曲面又は多角形の一部とする構成としてもよい。
【００５７】
また、本発明の要旨を変更しない範囲内で、上記各実施の形態の構成要素を任意に組み合わせることができる。例えば、第４の実施の形態で説明したように、封止部材５を他の実施の形態に適用して光導波路８の光信号の入射側の端部、集光レンズ８３等を封止する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１…光伝送システム、２…送信装置、３…マルチコア光ファイバ、３ａ…中心軸線、４…受信装置、６…マルチコア光ファイバ製造装置、８…光導波路、８ａ…中心軸線、２０…面発光型半導体レーザ、２０ａ…光出力面、２０ｂ…実装面、２１…支持部材、２１ａ…受面、２２…回路基板、３０ａ〜３０ｇ…コア、３１…クラッド、３２…傾斜面、３３…反射面、３４…集光レンズ、３４ａ〜３４ｆ…反射点、４０…受光素子、４０ａ…光入力面、４０ｂ…実装面、４１…支持部材、４１ａ…受面、４２…回路基板、６１…供給ライン、６１ａ…バルブ、６２…樹脂分配部、６３…ノズル、６４…固定具、６５…ランプ、７０…面発光型半導体レーザ、７０ａ…光出力面、８０ａ〜８０ｉ…コア、８１…クラッド、８２…傾斜面、８３…集光レンズ、２００…基板、２０１…光信号、２０１ａ〜２０１ｆ…光信号、２０２…光軸、２０３…焦点、２１０ａ〜２１０ｇ…光出力部、２１１…下部ＤＢＲ層、２１２…活性層、２１３…電流狭窄層、２１３ａ…アパーチャ、２１４…上部ＤＢＲ層、２１５…ｐ側電極、２１５ａ…開口、２１６Ａ…配線パターン、２１７…電極パッド、２３０…ｎ側電極、３００ａ…中心軸線、３０１ａ〜３０１ｃ…焦点、３４１…反射膜、４００…基板、４１０ａ〜４１０ｂ…受光部、４１１…ｐ側電極、４１１ａ…開口、４１２Ａ…配線パターン、４１３…電極パッド、４１４…ｎ側電極、４１５Ａ…配線パターン、４１６…電極パッド、６１０…硬化性樹脂、６４１…開口、６５０…紫外線、７０１…光信号、７１０ａ〜７１０ｉ…光出力部、、Ｘ１〜Ｘ３…位置、θａ…傾斜角、θｂ…広がり角、θｃ…入射角
【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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