(57)【要約】【課題】  温度が変化する場合であっても特性が劣化することがない光学素子を提供する。【解決手段】  光変調器１は、空間光学系により光波を合成する光変調器であって、筐体部１２と、基板１１と、合成部２０と、コリメータ部３０とを備える。筐体部１２は、箱部１２ａと蓋部１２ｂとを接合することによって形成され、内部に収容空間Ｘを有する。基板１１は、収容空間Ｘ内に設けられ、少なくとも２本の光波を出射する。合成部２０は、収容空間Ｘ外に設けられ、基板１１から筐体部１２外に出射された光波を空間光学系により合成する。コリメータ部３０は、筐体部１２に接続されると共に合成部２０を保持し、合成部２０によって合成された光波を集光する集光レンズ３３、及び、集光レンズ３３によって集光された光波が導入される光ファイバ３を有する。【選択図】  図１
2014149393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間光学系により光波を合成する光学素子であって、
内部に収容空間を有し、２以上の部材を接合することによって形成される筐体部と、
前記収容空間内に設けられ、少なくとも２本の光波を出射する光導波路素子と、
前記収容空間外に設けられ、前記光導波路素子から前記筐体部外に出射された光波を空間光学系により合成する合成部と、
前記筐体部に接続されると共に前記合成部を保持し、前記合成部によって合成された光波を集光する集光手段及び前記集光手段によって集光された光波が導入される光ファイバを有するコリメータ部と、
を備える光学素子。
【請求項２】
前記合成部は、
前記光導波路素子から出射された光波のうち少なくとも１つの光波の偏波面を回転させる偏波回転素子と、
前記光導波路素子から出射された光波のうち、前記偏波回転素子により偏波面が回転されていない光波及び前記偏波回転素子により偏波面が回転された光波、又は、前記偏波回転素子により偏波面が回転された光波同士を偏波合成する偏波合成素子と、
を備える請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記光導波路素子から出射される光波のうち少なくとも１つの光波の偏波面を回転させる偏波回転素子を更に備え、
前記合成部は、前記光導波路素子から出射された光波のうち、前記偏波回転素子により偏波面が回転されていない光波及び前記偏波回転素子により偏波面が回転された光波、又は、前記偏波回転素子により偏波面が回転された光波同士を偏波合成する、
請求項１に記載の光学素子。
【請求項４】
前記コリメータ部は、前記合成部が当接する少なくとも２以上の当接面を有するスペーサ部を更に備え、
前記合成部は、前記スペーサ部の前記当接面に固定される、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項５】
前記コリメータ部は、前記スペーサ部の前記当接面に対する前記合成部の位置ずれを規制する規制部材を更に備える、請求項４に記載の光学素子。
【請求項６】
前記規制部材は、板バネ又は充填剤である、請求項５に記載の光学素子。
【請求項７】
前記コリメータ部は、
前記合成部及び前記集光手段が固定される第１コリメータ部と、
前記光ファイバが固定される第２コリメータ部と、
を備える請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間光学系により光波を合成する光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、１００Ｇｂｐｓ等の高速大容量通信を可能にする光学素子として、特許文献１に記載された偏波直交４値位相変調器（ＤＰ−ＱＰＳＫ；Dual  Polarization  -  Quadrature  Phase  Shift  Keying）が実用化されている。このような光学素子は、（ネスト型構造と呼ばれる導波路構造を有する）２つのＱＰＳＫ変調部が並列に形成された基板、集光素子、及び、偏波合成素子（特許文献２，３）等を含んで構成されている。また、これらの光学部品は、ステンレス等の金属で形成された筐体部内に配置される。筐体部は、箱部と、箱部を覆う蓋部とによって構成され、気密封止されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１５６８４２号公報
【特許文献２】特開２０１２−２１１９７１号公報
【特許文献３】特開２０１２−０４７９５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、光学部品を収容する筐体部を気密封止する場合、一般に、抵抗溶接の一種であるシーム溶接が用いられる。シーム溶接は、溶接部をローラ電極で通電することによって溶接部近傍で発生するジュール熱を利用する。このシーム溶接の際に、局所で発生したジュール熱に起因する温度分布が生じ、それに伴う熱収縮によって光学素子の筐体部に反りが生じ、予め筐体内部で配置位置が調整されていた基板、集光素子、及び、偏波合成素子等の光学部品の位置ずれが生じることによって特性が劣化する恐れがある。また、光学素子の周辺環境の温度変化によっても同様の問題が生じる恐れがある。
【０００５】
そこで、本発明は、温度が変化する場合であっても特性が劣化することがない光学素子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】
本発明の光学素子は、空間光学系により光波を合成する光学素子であって、筐体部と、光導波路素子と、合成部と、コリメータ部とを備える。筐体部は、内部に収容空間を有し、２以上の部材を接合することによって形成される。光導波路素子は、収容空間内に設けられ、少なくとも２本の光波を出射する。合成部は、収容空間外に設けられ、光導波路素子から筐体部外に出射された光波を空間光学系により合成する。コリメータ部は、筐体部に接続されると共に合成部を保持し、合成部によって合成された光波を集光する集光手段、及び、集光手段によって集光された光波が導入される光ファイバを有する。
【０００７】
この光学素子では、筐体部の収容空間内に光導波路素子が設けられ、収容空間外に合成部が配置される。従って、筐体部を構成する２以上の部材同士を接合した後に、合成部を組み付けることが可能となる。このため、溶接等の熱を用いる方法によって筐体部の部材同士の接合を行う場合であっても、部材同士を接合した後に合成部を組み付けることで、部材同士の接合時の熱の影響によって合成部に位置ずれが生じることがない。また、筐体部の収容空間外に合成部を設ける構成であるため、合成部のスペース分、及び、合成部の取り付けに必要なスペース分、筐体部を小型化することができる。従って、筐体部の長尺化が防止され、筐体部に熱が加わった場合であっても反りの発生を抑制できる。このように、この光学素子は、温度が変化する場合であっても特性が劣化することがない。
【０００８】
また、上記光学素子では、合成部とコリメータ部とを、筐体部の収容空間外において同軸上に隣接して配置することが可能となる。このため、合成部が筐体部の収容空間内に配置されると共にコリメータ部が筐体部の収容空間外に配置されている場合と比較して、上記光学素子では、温度が変化した場合であっても合成部とコリメータ部との位置ずれを抑制することができ、特性の劣化を防止できる。
【０００９】
合成部は、光導波路素子から出射された光波のうち少なくとも１つの光波の偏波面を回転させる偏波回転素子と、光導波路素子から出射された光波のうち、偏波回転素子により偏波面が回転されていない光波及び偏波回転素子により偏波面が回転された光波、又は、偏波回転素子により偏波面が回転された光波同士を偏波合成させる偏波合成素子と、を備えることができる。この場合には、筐体部の収容空間外に偏波回転素子及び偏波合成素子が配置され、筐体部のより一層の小型化が可能となる。また、筐体部のより一層の小型化が可能となるため、温度が変化した場合であっても筐体部の反りがより一層抑制され、特性の劣化を抑制できる。
【００１０】
光学素子は、光導波路素子から出射される光波のうち少なくとも１つの光波の偏波面を回転させる偏波回転素子を更に備えることができる。この場合、合成部は、光導波路素子から出射された光波のうち、偏波回転素子により偏波面が回転されていない光波及び偏波回転素子により偏波面が回転された光波、又は、偏波回転素子により偏波面が回転された光波同士を偏波合成させる。これにより、合成部をコリメータ部によって保持させ、偏波回転素子を適宜の位置に配置することができ、設計の自由度が向上する。
【００１１】
コリメータ部は、合成部が当接する少なくとも２以上の当接面を有するスペーサ部を更に備え、合成部は、スペーサ部の当接面に固定されることが好ましい。この場合には、合成部をスペーサ部の当接面に接着により固定する場合、接着面積を広く確保することが可能となり、接着強度を増大させることができる。これにより、合成部の位置ずれ及び脱落を防止することができる。
【００１２】
コリメータ部は、スペーサ部の当接面に対する合成部の位置ずれを規制する規制部材を更に備えることが好ましい。この場合には、規制部材によって、合成部をより一層確実にスペーサ部に固定することができる。
【００１３】
規制部材は、板バネ又は充填剤であることが好ましい。この場合には、板バネ又は充填剤を用いて、簡易且つ確実に、合成部をスペーサ部に固定することができる。
【００１４】
コリメータ部は、合成部及び集光手段が固定される第１コリメータ部と、光ファイバが固定される第２コリメータ部とを備えることが好ましい。この場合には、第１コリメータ部及び第２コリメータ部の位置関係を調節することで、集光手段によって集光された光波をより確実に光ファイバに導入することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、温度が変化する場合であっても特性が劣化することがない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態に係る光変調器の内部構成の概略を示す断面部である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】図１の光変調器の断面図であり、（ａ）は図１のＩＩＩａ−ＩＩＩａ線に沿った断面図、（ｂ）は図１のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線に沿った断面図である。
【図４】合成部の固定方法の第１の変形例を示す断面図である。
【図５】合成部の固定方法の第２の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な実施形態についてＤＰ−ＱＰＳＫ変調器を例として図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図１に示すように、光変調器（光学素子）１は、変調部１０、合成部２０、及び、コリメータ部３０を含んで構成される。変調部１０は、２本の光波を出力する。具体的には、変調部１０は、基板（光導波路素子）１１、筐体部１２、及び、レンズ部１３を含んで構成される。基板１１には、光ファイバ２を介して光波が入力される。基板１１は、例えば、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）等の電気光学効果を有する材料から構成されている。基板１１は、光ファイバ２から入力された光波の変調を行う。基板１１には、例えば、ネスト型構造と呼ばれる、２つのマッハツェンダー型(以下「ＭＺ型」と表記)光導波路が並列に配置され、それぞれのＭＺ型光導波路が更に大きなＭＺ型光導波路の分岐導波路内に組み込まれた光導波路構造を取る、ＱＰＳＫ変調部が２つ並列に配置された導波路構造が形成されている。基板１１に形成された変調電極に駆動信号を加えることで、基板１１から変調及び多重された２つの光波が出射される。なお、基板１１の構成は、ネスト型構造のＱＰＳＫ変調部を２つ並列に形成したものに限定されず、２つ以上の光波を出射するものであれば他の構成であってもよい。例えば２値変調を行う、１つのＭＺ型光導波路からなる、ＢＰＳＫ変調部であってもよいし、２値以上の多値変調を行う変調部であってもよい。
【００１９】
レンズ部１３は、基板１１から出射される２本の光波をコリメートし、合成部２０へ向けて出射させる。より詳細には、レンズ部１３の保持基板１３ｂには、基板１１から出射される２本の光波をそれぞれコリメートする２つのレンズ部１３ａが設けられている。但し、基板１１から出射される２本の光波のうちの一方の光波をコリメートするレンズ部１３ａと、他方の光波をコリメートするレンズ部１３ａとを、互いに別々の基板に設けてもよい。
【００２０】
筐体部１２は、内部に収容空間Ｘを有する。基板１１及びレンズ部１３は、筐体部１２の収容空間Ｘ内に設けられる。図２に示すように、筐体部１２は、箱部（部材）１２ａ、及び、蓋部（部材）１２ｂを含んで構成される。箱部１２ａは、一面が開口した直方体の箱形状を有している。蓋部１２ｂは、箱部１２ａの開口部を覆うように配置される。箱部１２ａは、蓋部１２ｂにより気密に封止される。箱部１２ａ及び蓋部１２ｂの材料として、例えばステンレス等の金属を用いることができる。箱部１２ａと蓋部１２ｂとは、シーム溶接等の熱を利用する方法によって接合される。なお、箱部１２ａと蓋部１２ｂとによって筐体部１２を形成するものとしたが、２以上の部材をシーム溶接等によって互いに接合することで筐体部１２を形成してもよい。
【００２１】
また、箱部１２ａには、基板１１から出射される光波を筐体部１２外へ導くための窓１２ｃが設けられる。窓１２ｃの材料として、例えばサファイヤを用いることができる。基板１１は、箱部１２ａに対し、例えば接着剤等によって固定される。なお、基板１１が固定される面のうち、基板１１が当接する部分を他の部位よりも厚肉とし、厚肉とすることで台状に形成された部位の上部に基板を固定してもよい。
【００２２】
図１〜図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、合成部２０は、偏波回転素子２１、及び、偏波合成素子２２を含んで構成される。偏波回転素子２１は、基板１１から出射された２本の光波の偏波面を回転させ、２本の光波を偏波面同士が互いに９０度傾いた状態にする。なお、偏波回転素子２１は、基板１１から出射された２本の光波のうちの一方の光波の偏波面を９０度回転させてもよく、２本の光波のうちの一方の光波の偏波面を４５度回転させ、他方の光波の偏波面を逆方向に４５度回転させてもよい。
【００２３】
偏波合成素子２２は、偏波回転素子２１によって偏波面同士が９０度傾いた２本の光波同士を空間光学系により偏波合成し、２本の光波を同一の光路上に出射する。偏波合成素子２２として、例えば、イットリウム・バナデート結晶を用いることができる。
【００２４】
合成部２０は、コリメータ部３０の第１ホルダ３１内に配置される。具体的には、合成部２０は、円筒形状を有する第１ホルダ３１の内壁に固定されたスペーサ部２５に取り付けられる。スペーサ部２５は、合成部２０が当接される２つの当接面２５ａを有する。スペーサ部２５は、第１ホルダ３１に対し、例えば接着剤又はＹＡＧ溶接により固定される。合成部２０は、スペーサ部２５の当接面２５ａに、例えば接着剤によって固定される。
【００２５】
コリメータ部３０は、筐体部１２に接続されると共に合成部２０を保持する。具体的には、コリメータ部３０は、スペーサ部２５、第１ホルダ（第１コリメータ部）３１、第２ホルダ（第２コリメータ部）３２、集光レンズ（集光手段）３３、及び、光ファイバ３を含んで構成される。第１ホルダ３１は、円筒形状を有する。第１ホルダ３１の内壁には、上述したようにスペーサ部２５を介して合成部２０が固定される共に、更に、第１ホルダ３１の内壁に直接、集光レンズ３３が固定される。第１ホルダ３１の材料として、例えばステンレスを用いることができる。第１ホルダ３１は、筐体部１２に対してＹＡＧ溶接により固定される。
【００２６】
集光レンズ３３は、偏波合成素子２２によって合成された光波を集光し、光ファイバ３に導入する。集光レンズ３３は、第１ホルダ３１に対し、集光レンズ３３の外縁に設けられた枠部と第１ホルダ３１とを例えばＹＡＧ溶接を行うことによって固定される。
【００２７】
光ファイバ３の先端部には、フェルール３５、及び、ファイバホルダ３６が設けられる。光ファイバ３の先端部は、フェルール３５に設けられた孔部に通されている。フェルール３５は、ファイバホルダ３６によって保持される。なお、フェルール３５の材料として、例えばジルコニアを用いることができる。また、ファイバホルダ３６の材料として、例えばステンレスを用いることができる。
【００２８】
第２ホルダ３２は、円筒形状を有する。第２ホルダ３２の材料として、例えばステンレスを用いることができる。第２ホルダ３２の内側には、光ファイバ３のファイバホルダ３６が配置される。ファイバホルダ３６は、第２ホルダ３２に対して例えばＹＡＧ溶接により固定される。第１ホルダ３１と第２ホルダ３２とは、例えばＹＡＧ溶接により接合される。
【００２９】
ここで、筐体部１２に合成部２０及びコリメータ部３０を組み付ける手順の詳細について説明する。まず、第１ホルダ３１内に合成部２０及び集光レンズ３３を取り付ける。次に、第１ホルダ３１を、筐体部１２における光波の出射側の端部に突き当て、基板１１から出射される２本の光波が合成部２０を通って集光レンズ３３の中心から出射されるように筐体部１２に対して位置決めを行う。そして、第１ホルダ３１を、筐体部１２に対して例えばＹＡＧ溶接により固定する。
【００３０】
次に、第２ホルダ３２内に通された光ファイバ３の先端部を第１ホルダ３１に突き当て、集光レンズ３３から出射された光波が最大に結合される焦点位置に光ファイバ３の先端部が位置するように光ファイバ３の位置調整を行う。この状態で、ファイバホルダ３６と第２ホルダ３２とを例えばＹＡＧ溶接によって互いに接合する。最後に、第２ホルダ３２と第１ホルダ３１とを例えばＹＡＧ溶接により接合する。
【００３１】
本実施形態は以上のように構成され、筐体部１２の収容空間Ｘ内に基板１１が設けられ、収容空間Ｘ外に合成部２０が配置される。従って、筐体部１２を構成する箱部１２ａと蓋部１２ｂとを接合した後に、合成部２０を組み付けることが可能となる。このため、シーム溶接等の熱を用いる方法によって箱部１２ａと蓋部１２ｂとの接合を行う場合であっても、箱部１２ａと蓋部１２ｂとを接合した後に合成部２０を組み付けることで、箱部１２ａと蓋部１２ｂとの接合時の熱の影響によって合成部２０に位置ずれが生じることがない。また、筐体部１２の収容空間Ｘ外に合成部２０を設ける構成であるため、合成部２０のスペース分、及び、合成部２０の取り付けに必要なスペース分、筐体部１２を小型化することができる。従って、筐体部１２の長尺化が防止され、筐体部１２に熱が加わった場合であっても反りの発生を抑制できる。このように、光変調器１は、温度が変化する場合であっても特性が劣化することがない。
【００３２】
また、光変調器１では、合成部２０とコリメータ部３０とを、筐体部１２の収容空間Ｘ外において同軸上に隣接して配置することが可能となる。このため、合成部２０が筐体部１２の収容空間Ｘ内に配置されると共にコリメータ部３０が筐体部１２の収容空間Ｘ外に配置されている場合と比較して、本実施形態に係る光変調器１では、温度が変化した場合であっても合成部２０とコリメータ部３０との位置ずれを抑制することができ、特性の劣化を防止できる。
【００３３】
合成部２０は、偏波回転素子２１及び偏波合成素子２２を備える。偏波回転素子２１及び偏波合成素子２２は、筐体部１２の収容空間Ｘ外に配置される。このように、筐体部１２の収容空間Ｘ外に偏波回転素子２１及び偏波合成素子２２を配置することで、筐体部１２のより一層の小型化が可能となる。また、筐体部１２のより一層の小型化が可能となるため、温度が変化した場合であっても筐体部１２の反りがより一層抑制され、特性の劣化を抑制できる。更に、偏波回転素子２１及び偏波合成素子２２を筐体部内に備える従来の構成の場合、基板１１が固定される面以外の筐体部１２の底面厚さは偏波回転素子２１及び偏波合成素子２２の配置スペースを確保するため薄くなる。このため従来技術の構成において底面の厚さが薄い部分（薄肉部）では温度変化の影響が顕著になるが、本実施形態においてはその影響も抑制される。
【００３４】
コリメータ部３０は、合成部２０及び集光レンズ３３が固定される第１ホルダ３１と、光ファイバ３が固定される第２ホルダ３２とを備える。これにより、第１ホルダ３１及び第２ホルダ３２の位置関係を調節することで、集光レンズ３３によって集光された光波をより確実に光ファイバ３に導入することが可能となる。
【００３５】
合成部２０が取り付けられるスペーサ部２５には、合成部２０が当接する２つの当接面２５ａが設けられる。これにより、合成部２０をスペーサ部２５の当接面２５ａに接着により固定する場合、接着面積を広く確保することが可能となり、接着強度を増大させることができる。これにより、合成部２０の位置ずれ及び脱落を防止することができる。
【００３６】
例えば、筐体部１２、第１ホルダ３１及び第２ホルダ３２をステンレス等の同じ金属材料で形成し、これらをＹＡＧ溶接によって接合する。この場合、筐体部１２、第１ホルダ３１及び第２ホルダ３２が同じ材料であるため線膨張係数が同じとなり、温度変化による熱歪の影響を受けにくい光変調器１とすることができる。
【００３７】
次に、合成部２０をスペーサ部２５に固定する際の変形例について説明する。まず、第１の変形例について説明する。図４に示すように、第１の変形例に係る光変調器１Ａでは、上記実施形態と同様に、スペーサ部２５の２つの当接面２５ａに合成部２０を当接させてこれらを接着剤で固定する。更に、第１ホルダ３１内には、合成部２０を当接面２５ａに向けて押し付け、当接面２５ａに対する合成部２０の位置ずれを規制する板バネ（規制部材）４０が設けられる。この場合には、合成部２０を、簡易且つより一層確実にスペーサ部２５に固定することができる。
【００３８】
次に、第２の変形例について説明する。図５に示すように、第２の変形例に係る光変調器１Ｂでは、上記実施形態と同様に、スペーサ部２５の２つの当接面２５ａに合成部２０を当接させてこれらを接着剤で固定する。更に、第１ホルダ３１内には、スペーサ部２５と第１ホルダ３１との隙間に光学用シール材等の充填剤（規制部材）５０が充填される。充填剤５０を充填することで、当接面２５ａに対する合成部２０の位置ずれが規制される。このように、合成部２０を、簡易且つより一層確実にスペーサ部２５に固定することができる。
【００３９】
以上、本発明の一実施形態及び種々の変形例について説明したが、本発明は、上記実施形態及び変形例に限定されるものではない。例えば、変調部１０に用いる光導波路素子の基板１１には電界吸収効果を有する半導体材料や、電気光学効果を有する有機材料を用いることもできる。合成部２０は、偏波回転素子２１と偏波合成素子２２とを備えるものとしたが、偏波回転素子２１を基板１１に組み込んだり、或は、筐体部１２内に設けたりすることもできる。この場合には、偏波回転素子２１を基板１１等の適宜の位置に配置することができ、設計の自由度が向上する。
【００４０】
通常、レンズ部１３は筐体部１２内の収容空間Ｘの筐体底面に固定されるが、基板１１の出射端部にレンズ部１３を固定することもできる。この場合、筐体底面の薄肉部を更に減少させて小型化、及び温度変化の影響を抑制することができる。
【００４１】
合成部２０の偏波合成素子２２として、偏波ビームスプリッタ（ＰＢＳ）を用いてもよい。この場合、上記実施形態のように、偏波合成素子２２としてイットリウム・バナデート結晶等を用いる場合と比較して、光波の光軸方向における偏波合成素子２２の大きさを小さくする（素子長を短くする）ことができる。これにより、光変調器の更なる小型化を図ることができる。
【００４２】
合成部２０は偏波回転素子２１と偏波合成素子２２による偏波多重機能を備えるＤＰ−ＱＰＳＫ変調器として説明したが、偏波多重機能を必要としない変調方式の変調器であれば偏波合成素子２２に換えて他の光合成素子を用いることもできる。この場合、偏波回転素子２１は不要となる。
【００４３】
板バネ４０又は充填剤５０を用いて合成部２０の位置ずれの防止を行うものとしたが、これ以外の規制部材を用いて、合成部２０の位置ずれの規制を行うこともできる。
【００４４】
集光レンズ３３は第１ホルダ３１に固定するものとしたが、第２ホルダ３２に固定することもできる。
【００４５】
上述した各部の材料、及び、ＹＡＧ溶接等の接合方法は一例であり、例示したものに限定されない。また、基板１１から２本の光波を出射するものとしたが、３本以上の光波を出射するものを用いてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１…光変調器（光学素子）、２，３…光ファイバ、１１…基板（光導波路素子）、１２…筐体部、１２ａ…箱部（部材）、１２ｂ…蓋部（部材）、２０…合成部、２１…偏波回転素子、２２…偏波合成素子、２５…スペーサ部、３０…コリメータ部、３１…第１ホルダ（第１コリメータ部）、３２…第２ホルダ（第２コリメータ部）、３３…集光レンズ（集光手段）、４０…板バネ（規制部材）、５０…充填剤（規制部材）、Ｘ…収容空間。
【図１】
2014149393.tif 000003
【図２】
2014149393.tif 000004
【図３】
2014149393.tif 000005
【図４】
2014149393.tif 000006
【図５】
2014149393.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成26年5月16日(2014.5.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間光学系により光波を合成する光学素子であって、
箱部と前記箱部の開口部を覆う蓋部とをシーム溶接によって互いに接合することで形成され、内部に収容空間を有する筐体部と、
前記収容空間内に設けられ、少なくとも２本の光波を出射する光導波路素子と、
前記収容空間外に設けられ、前記光導波路素子から前記筐体部外に出射された光波を空間光学系により合成する合成部と、
前記合成部によって合成された光波を集光する集光手段、前記集光手段が固定される第１ホルダ、前記第１ホルダに固定されると共に前記合成部が当接する当接面を有するスペーサ部、前記集光手段によって集光された光波が導入される光ファイバ、及び、前記光ファイバが固定される第２ホルダを有するコリメータ部と、
を備え、
前記第１ホルダは、ＹＡＧ溶接によって前記筐体部に固定され、
前記第１ホルダと前記第２ホルダとは、ＹＡＧ溶接によって互いに接合され、
前記合成部は前記スペーサ部の前記当接面に固定される、光学素子。
【請求項２】
前記合成部は、
前記光導波路素子から出射された光波のうち少なくとも１つの光波の偏波面を回転させる偏波回転素子と、
前記光導波路素子から出射された光波のうち、前記偏波回転素子により偏波面が回転されていない光波及び前記偏波回転素子により偏波面が回転された光波、又は、前記偏波回転素子により偏波面が回転された光波同士を偏波合成する偏波合成素子と、
を備える請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記光導波路素子から出射される光波のうち少なくとも１つの光波の偏波面を回転させる偏波回転素子を更に備え、
前記合成部は、前記光導波路素子から出射された光波のうち、前記偏波回転素子により偏波面が回転されていない光波及び前記偏波回転素子により偏波面が回転された光波、又は、前記偏波回転素子により偏波面が回転された光波同士を偏波合成する、
請求項１に記載の光学素子。
【請求項４】
前記スペーサ部は、前記当接面を少なくとも２以上有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項５】
前記コリメータ部は、前記スペーサ部の前記当接面に対する前記合成部の位置ずれを規制する規制部材を更に備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項６】
前記規制部材は、板バネ又は充填剤である、請求項５に記載の光学素子。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の光学素子は、空間光学系により光波を合成する光学素子であって、筐体部と、光導波路素子と、合成部と、コリメータ部とを備える。筐体部は、箱部と箱部の開口部を覆う蓋部とをシーム溶接によって互いに接合することで形成され、内部に収容空間を有する。光導波路素子は、収容空間内に設けられ、少なくとも２本の光波を出射する。合成部は、収容空間外に設けられ、光導波路素子から筐体部外に出射された光波を空間光学系により合成する。コリメータ部は、合成部によって合成された光波を集光する集光手段、集光手段が固定される第１ホルダ、第１ホルダに固定されると共に合成部が当接する当接面を有するスペーサ部、集光手段によって集光された光波が導入される光ファイバ、及び、光ファイバが固定される第２ホルダを有する。第１ホルダは、ＹＡＧ溶接によって筐体部に固定される。第１ホルダと第２ホルダとは、ＹＡＧ溶接によって互いに接合される。合成部はスペーサ部の当接面に固定される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
スペーサ部は、当接面を少なくとも２以上有することが好ましい。この場合には、合成部をスペーサ部の当接面に接着により固定する場合、接着面積を広く確保することが可能となり、接着強度を増大させることができる。これにより、合成部の位置ずれ及び脱落を防止することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
筐体部１２は、内部に収容空間Ｘを有する。基板１１及びレンズ部１３は、筐体部１２の収容空間Ｘ内に設けられる。図２に示すように、筐体部１２は、箱部（部材）１２ａ、及び、蓋部（部材）１２ｂを含んで構成される。箱部１２ａは、一面が開口した直方体の箱形状を有している。蓋部１２ｂは、箱部１２ａの開口部を覆うように配置される。箱部１２ａは、蓋部１２ｂにより気密に封止される。箱部１２ａ及び蓋部１２ｂの材料として、例えばステンレス等の金属を用いることができる。箱部１２ａと蓋部１２ｂとは、シーム溶接によって接合される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
第２ホルダ３２は、円筒形状を有する。第２ホルダ３２の材料として、例えばステンレスを用いることができる。第２ホルダ３２の内側には、光ファイバ３のファイバホルダ３６が配置される。ファイバホルダ３６は、第２ホルダ３２に対して例えばＹＡＧ溶接により固定される。第１ホルダ３１と第２ホルダ３２とは、ＹＡＧ溶接により接合される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
ここで、筐体部１２に合成部２０及びコリメータ部３０を組み付ける手順の詳細について説明する。まず、第１ホルダ３１内に合成部２０及び集光レンズ３３を取り付ける。次に、第１ホルダ３１を、筐体部１２における光波の出射側の端部に突き当て、基板１１から出射される２本の光波が合成部２０を通って集光レンズ３３の中心から出射されるように筐体部１２に対して位置決めを行う。そして、第１ホルダ３１を、筐体部１２に対してＹＡＧ溶接により固定する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
次に、第２ホルダ３２内に通された光ファイバ３の先端部を第１ホルダ３１に突き当て、集光レンズ３３から出射された光波が最大に結合される焦点位置に光ファイバ３の先端部が位置するように光ファイバ３の位置調整を行う。この状態で、ファイバホルダ３６と第２ホルダ３２とを例えばＹＡＧ溶接によって互いに接合する。最後に、第２ホルダ３２と第１ホルダ３１とをＹＡＧ溶接により接合する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
本実施形態は以上のように構成され、筐体部１２の収容空間Ｘ内に基板１１が設けられ、収容空間Ｘ外に合成部２０が配置される。従って、筐体部１２を構成する箱部１２ａと蓋部１２ｂとを接合した後に、合成部２０を組み付けることが可能となる。このため、シーム溶接によって箱部１２ａと蓋部１２ｂとの接合を行う場合であっても、箱部１２ａと蓋部１２ｂとを接合した後に合成部２０を組み付けることで、箱部１２ａと蓋部１２ｂとの接合時の熱の影響によって合成部２０に位置ずれが生じることがない。また、筐体部１２の収容空間Ｘ外に合成部２０を設ける構成であるため、合成部２０のスペース分、及び、合成部２０の取り付けに必要なスペース分、筐体部１２を小型化することができる。従って、筐体部１２の長尺化が防止され、筐体部１２に熱が加わった場合であっても反りの発生を抑制できる。このように、光変調器１は、温度が変化する場合であっても特性が劣化することがない。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
上述した各部の材料は一例であり、例示したものに限定されない。また、基板１１から２本の光波を出射するものとしたが、３本以上の光波を出射するものを用いてもよい。