(57)【要約】【課題】  コリメータを用いて複数の光波をコリメータする構成でも、部材点数を減らすことによりコストを削減し、また９０度ハイブリッド光回路を小幅化することにより装置全体を小型化することが可能な光受信モジュールを提供すること。【解決手段】  変調信号光と局部発振光とが入力され、該変調信号光と該局部発振光との干渉光を出力する９０度ハイブリッド光回路２０とを有し、該干渉光の強度に応じて該変調信号光を復調する光受信モジュール１００において、該変調信号光及び該局部発振光が、近接して配置された２つの光導波路３０，３１のそれぞれを伝播して空間へ出射され、前記空間に出射された該変調信号光と該局部発振光とを、単一のレンズ６０を用いてコリメートし、該９０度ハイブリッド光回路２０に入力することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
変調信号光と局部発振光とが入力され、該変調信号光と該局部発振光との干渉光を出力する９０度ハイブリッド光回路とを有し、該干渉光の強度に応じて該変調信号光を復調する光受信モジュールにおいて、
該変調信号光及び該局部発振光が、近接して配置された２つの光導波路のそれぞれを伝播して空間へ出射され、
前記空間に出射された該変調信号光と該局部発振光とを、単一のレンズを用いてコリメートし、該９０度ハイブリッド光回路に入力することを特徴とする光受信モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の光受信モジュールにおいて、
前記２つの光導波路は、各々の光導波路から出射される該変調信号光と該局部発振光とのなす角度が鋭角になるように、互いに非平行に配置されていることを特徴とする光受信モジュール。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光受信モジュールにおいて、
前記２つの光導波路の出射側の端面は、各々の光導波路から出射される該変調信号光と該局部発振光とのなす角度が鋭角になるように、互いに非平行に形成されていることを特徴とする光受信モジュール。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の光受信モジュールにおいて、
該レンズと該９０度ハイブリッド光回路との間には、該変調信号光と該局部発振光とが透過することで互いに平行になる光路調整手段が配置され、
該光路調整手段は、該変調信号光と該局部発振光とが入射する入射面は共通の平面であり、かつ該変調信号光が出射する出射面と該局部発振光が出射する出射面とがなす角度は１８０度より小さい角度に設定されていることを特徴とする光受信モジュール。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれかに記載の光受信モジュールにおいて、
該レンズと該９０度ハイブリッド光回路との間には、該変調信号光と該局部発振光とが透過することで互いに平行になる光路調整手段が配置され、
該光路調整手段は、該変調信号光が入射する入射面と該局部発振光が入射する入射面とがなす角度は１８０度より大きい角度に設定されており、かつ該変調信号光と該局部発振光とが出射する出射面は共通の平面であることを特徴とする光受信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光受信モジュールに関し、特に、変調信号光と局部発振光とを９０度ハイブリッド光回路で干渉させる光受信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
通信トラフィックの増大に伴い、高速・大容量化が求められる次世代長距離大容量光通信システムでは、ＱＰＳＫ、ＤＰ−ＱＰＳＫやＱＡＭ等の多値変復調符号化技術の導入が検討されている。
【０００３】
これらの方式は、従来の２値強度変調（ＯＯＫ）方式と比べ、信号帯域が狭く、周波数利用効率の向上や伝送距離の拡大が実現できるほか、高感度化も期待できる。
【０００４】
そしてこれらの変調方式においては、位相変調光や直角振幅変調信号光に基準となる局部発振光を干渉させ、直交関係に変換された干渉光を出力する９０度ハイブリッド光回路を搭載する光受信モジュールが多用されている。
【０００５】
これらの、９０度ハイブリッド光回路を用いた光受信モジュールにおいては、信号光と局部発振光のそれぞれをコリメータレンズに透過させてコリメート光として９０度ハイブリッド光回路に入力している。
【０００６】
図１は、従来の光受信モジュールについて説明する概念図である。従来の光受信モジュールは、図１に示すように、信号光と局部発振光とは、それぞれ別の光導波路３及び３’を伝播し、別々のコリメータ４及び４’を介して９０度ハイブリッド光回路２に入力されていた。
【０００７】
ここで、符号５及び５’は、光導波路３及び３’の出射端を保持するフェルールであり、符号６及び６’は透過した光波をコリメートさせるコリメートレンズである。
【０００８】
図１に示した光モジュール１においては、コリメートされた信号光及び局部発振光が９０度ハイブリッド光回路に入力され、信号光の復調を行っている。
【０００９】
しかしながら、図１に示す光受信モジュール１では、信号光と局部信号光のそれぞれに対して別々のコリメータ４及び４’を用いるため、コストの高いコリメータレンズ６及び６’をそれぞれに用いる必要があり、コストが高くなる。
【００１０】
また、２つのコリメータを並べて配置するためのスペースが必要となるが、２つのコリメータ間の距離が近いと、各コリメータを収容する筒状部材同士が接触するため、２つのコリメータ間の距離を一定間隔以上に設定する必要がある。このため、９０度ハイブリッド光回路２の幅Ｗも一定間隔以下にすることができず、装置全体の小型化が困難であった。
さらに各コリメータ間の距離が近いとコリメータをケースにＹＡＧ溶接する際、ＹＡＧレーザー光がコリメータ間に届かず安定した溶接を行うことができないという問題もあった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明が解決しようとする課題は、上記の問題を解決し、コリメータを用いて複数の光波をコリメートする構成でも、部材点数を減らすことによりコストを削減し、また９０度ハイブリッド光回路を小幅化することにより装置全体を小型化することが可能な光受信モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、変調信号光と局部発振光とが入力され、該変調信号光と該局部発振光との干渉光を出力する９０度ハイブリッド光回路とを有し、該干渉光の強度に応じて該変調信号光を復調する光受信モジュールにおいて、該変調信号光及び該局部発振光が、近接して配置された２つの光導波路のそれぞれを伝播して空間へ出射され、前記空間に出射された該変調信号光と該局部発振光とを、単一のレンズを用いてコリメートし、該９０度ハイブリッド光回路に入力することを特徴とする。
【００１３】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の光受信モジュールにおいて、前記２つの光導波路は、各々の光導波路から出射される該変調信号光と該局部発振光とのなす角度が鋭角になるように、互いに非平行に配置されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の光受信モジュールにおいて、前記２つの光導波路の出射側の端面は、各々の光導波路から出射される該変調信号光と該局部発振光とのなす角度が鋭角になるように、互いに非平行に形成されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の光受信モジュールにおいて、該レンズと該９０度ハイブリッド光回路との間には、該変調信号光と該局部発振光とが透過することで互いに平行になる光路調整手段が配置され、該光路調整手段は、該変調信号光と該局部発振光とが入射する入射面は共通の平面であり、かつ該変調信号光が出射する出射面と該局部発振光が出射する出射面とがなす角度は１８０度より小さい角度に設定されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に係る発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の光受信モジュールにおいて、該レンズと該９０度ハイブリッド光回路との間には、該変調信号光と該局部発振光とが透過することで互いに平行になる光路調整手段が配置され、該光路調整手段は、該変調信号光が入射する入射面と該局部発振光が入射する入射面とがなす角度は１８０度より大きい角度に設定されており、かつ該変調信号光と該局部発振光とが出射する出射面は共通の平面であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に係る発明により、変調信号光及び局部発振光が、近接して配置された２つの光導波路のそれぞれを伝播して空間へ出射され、前記空間に出射された該変調信号光と該局部発振光とを、単一のレンズを用いてコリメートし、９０度ハイブリッド光回路に入力するため、従来のように複数のコリメート用レンズを用意する必要がなく、部材の点数を削減できる。従って、コストを抑えることができ、さらに装置全体の小型化も実現することが可能になる。
【００１８】
請求項２に係る発明により、２つの光導波路は、各々の光導波路から出射される該変調信号光と該局部発振光とのなす角度が鋭角になるように、互いに非平行に配置されているため、レンズを透過した該変調信号光と該局部発振光との交差する点がレンズの焦点距離（焦点位置）よりもレンズに近い位置となるため装置全体をさらに小型化することが可能になる。
【００１９】
請求項３に係る発明により、２つの光導波路の出射側の端面は、各々の光導波路から出射される該変調信号光と該局部発振光とのなす角度が鋭角になるように、互いに非平行に形成されているため、レンズを透過した該変調信号光と該局部発振光との交差する点がレンズの焦点距離（焦点位置）よりもレンズに近い位置となるため装置全体をさらに小型化することが可能になる。
【００２０】
請求項４に係る発明により、該レンズと該９０度ハイブリッド光回路との間には、該変調信号光と該局部発振光とが透過することで互いに平行になる光路調整手段が配置され、該光路調整手段は、該変調信号光と該局部発振光とが入射する入射面は共通の平面であり、かつ該変調信号光が出射する出射面と該局部発振光が出射する出射面とがなす角度は１８０度より小さい角度に設定されているため、レンズを透過した変調信号光と局部発振光とが非平行の状態であっても、互いに平行の状態にして９０度ハイブリッド光回路に入力させることが可能になる。
【００２１】
請求項５に係る発明により、該レンズと該９０度ハイブリッド光回路との間には、該変調信号光と該局部発振光とが透過することで互いに平行になる光路調整手段が配置され、該光路調整手段は、該変調信号光が入射する入射面と該局部発振光が入射する入射面とがなす角度は１８０度より大きい角度に設定されており、かつ該変調信号光と該局部発振光とが出射する出射面は共通の平面であるため、レンズを透過した変調信号光と局部発振光とが非平行の状態であっても、互いに平行の状態にして９０度ハイブリッド光回路に入力させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】従来の光受信モジュールについて説明する図である。
【図２】本発明の一実施例に係る光受信モジュールについて説明する図である。
【図３】本発明の光受信モジュールにおいて、光波が伝搬する様子を説明する模式図である。
【図４】本発明の光受信モジュールにおいて、変調信号光と局部発振光とを出射する２つの光導波路を、互いに非平行となるよう配置した例を説明する図である。
【図５】本発明の光受信モジュールにおいて、他の光路調整手段を用いた例を説明する図である。
【図６】本発明の光受信モジュールの、光路調整手段を設けない場合の構成について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明について好適例を用いて説明する。
図２及び図３は、本発明の一実施例に係る光受信モジュールについて説明する図である。本発明の光受信モジュール１００は、変調信号光と局部発振光とが入力され、該変調信号光と該局部発振光との干渉光を出力する９０度ハイブリッド光回路２０とを有し、該干渉光の強度に応じて該変調信号光を復調する光受信モジュール１００において、該変調信号光及び該局部発振光が、近接して配置された２つの光導波路３０，３１のそれぞれを伝播して空間へ出射され、前記空間に出射された該変調信号光と該局部発振光とを、単一のレンズ６０を用いてコリメートし、該９０度ハイブリッド光回路２０に入力することを特徴とする。
【００２４】
変調信号光は、前述の多値変復調符号化技術により変調された位相変調光や直角振幅変調光であり、半導体レーザ等の光源（不図示）から出射された、基準光である局部発振光と共に、レンズ６０を介して９０度ハイブリッド光回路２に入射され、変調信号光と局部発振光とが干渉した結果得られる、Ｉ成分とＱ成分の光強度に基づき信号光が復調される。
【００２５】
図１に示す従来例においては、光導波路３及び３’から出射される変調信号光及び局部信号光のそれぞれに対して２つのレンズ６及び６’を用いていたため、コストがかかり、かつ９０度ハイブリッド光回路２の幅Ｗを狭めることができず、装置全体を小型化することができなかった。
【００２６】
この問題に対して本発明においては、変調信号光及び局部信号光を、近接して配置された２つの光導波路３０及び３１のそれぞれを伝播させるようにし、かつ単一のレンズ６０を共通して透過する構成としたものである。
【００２７】
当該構成を採用することにより、従来のように、変調信号光及び局部信号光を伝播する光導波路のそれぞれに対してコリメータレンズを用意する必要がなく、またフェルール５０及び鏡筒４０も共通化できるため、コストを大幅に削減できる。
【００２８】
さらに、鏡筒４０を共通化したことにより、従来例で説明したような２つの鏡筒間の干渉を考慮しなくてもよいことから、９０度ハイブリッド光回路２の幅Ｗ’を小幅化することができ、装置全体の小型化を実現することが可能になる。
【００２９】
本実施例の光受信モジュール１００においては、光導波路３０及び３１としては複数の光ファイバを束ねたリボンファイバを用いているが、一本の光ファイバを２本組み合わせる構成としてもよい。２つの光導波路の先端は所定の間隔に保持するため、２つの光ファイバの先端はフェルール５０に挿入され固定配置されている。フェルールの代わりに光ファイバ固定用のＶ溝が形成されたブロックを用いることもできる。また光導波路３０及び３１として平面光波回路（ＰＬＣ）を用いることも可能である。平面光波回路を用いた場合、光導波路の形状や配置を容易に設定できるため光の出射方向や２つの光導波路の間隔を柔軟に設定することができる。
【００３０】
９０度ハイブリッド光回路２０は、例えば比較的安価に入手可能なビームスプリッター等入力された光波を分離、合成できる種々の光素子を組み合わせた光回路が使われる。また、その形成方法としては平面光波回路（ＰＬＣ）や空間光学系等によって形成される。またレンズ６０は、透過する光波を平行にさせるコリメートレンズ（非球面レンズ）が用いられる。
【００３１】
本発明の光受信モジュールにおいては、図６に示すように、変調信号光と局部信号光とを近接して出射させ、出射した２つの光波に対して単一のレンズ６０を用いることで、本発明の課題を解決することが可能である。つまり、図６に示すように、互いに平行でない状態の２つの光波を９０度ハイブリッド光回路２に入力し、鏡筒４０やフェルール５０を共通化して、且つ単一のレンズ６０を使用しているため、コストを大幅に削減できる。
【００３２】
以下では、９０度ハイブリッド光回路には互いに平行な状態の２つの光波が入力できるようにするための光学系について説明する。以下の実施例においては光路調整手段として、２つの光波が透過したことで互いに平行になる角度調整器８０を、９０度ハイブリッド光回路２０とレンズ６０の間に配置している。
【００３３】
角度調整器８０は、図３に示すように、変調信号光と局部発振光とが入射する入射面は共通の平面８１であり、かつ該変調信号光が出射する出射面８３と該局部発振光が出射する出射面８２とがなす角度αは１８０度より小さい角度に設定されている。
【００３４】
このように形成した角度調整器８０を配置することで、レンズ６０を透過した信号光及び局部信号光が互いに平行でない場合にも、互いに平行な状態に修正して９０度ハイブリッド光回路２０に入力できるため、９０度ハイブリッド光回路２を複雑な構成に変更することなく、より簡易な構成で光受信モジュールを構成することが可能となる。
【００３５】
なお、図３中の符号Ｐは２つの光導波路３０及び３１の間のピッチ、Ｆはレンズ６０中心と２つの光波が交差する点までの距離（図３では、レンズ６０の焦点距離ｆと同じ）、Ｌ１はレンズ６０の出射端と角度調整器８０の出射端との距離、Ｌ２は角度補償器８０の幅、ｄは角度調整器８０によって互いに平行に修正された変調信号光及び局部発振光の間の光線ピッチを示している。また、角度θは、角度調整器８０における入射面８１と出射面８２（出射面８２と８３とは対称な形状となっている）とのなす角度を意味している。
【００３６】
図３に示した光受信モジュールに対して行った光学シミュレーションの結果を表１に示す。なお、シミュレーションに際しては、角度調整器の屈折率は１．５、２つの光導波路間のピッチＰは１５０μｍ、角度調整器８の幅Ｌ０は１ｍｍとして計算した。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
表１から、焦点距離の短いレンズを用いた場合には、レンズと角度調整器との間の距離が短くなり、装置全体の小型化が実現できていることがわかる。
【００３９】
図２及び図３においては、光路調整手段である角度調整器８０として、入射面が平面状に形成され、出射面を２つの光波で異なる角度となるよう設定したが、図４に示すように、変調信号光が入射する入射面８５と局部発振光が入射する入射面８４とがなす角度βは１８０度より大きい角度に設定されており、かつ該変調信号光と該局部発振光とが出射する出射面８６は共通の平面とすることも可能である。
【００４０】
図５は、本発明の光受信モジュールの他の実施例であり、２つの光導波路３０及び３１が、各々の光導波路から出射される変調信号光と局部発振光とのなす角度が鋭角になるように、互いに非平行に形成されている場合である。
【００４１】
図５のように、２つの光導波路３０及び３１から出射される変調信号光と局部発振光とのなす角が鋭角となると、２つの光導波路３０及び３１を互いに平行に配置した図３の場合に比べて、レンズ６０と２つの光波が交差する点までの距離Ｆを短くすることが可能となる。その結果、レンズ６０の出射端と角度調整器８０の出射端との距離Ｌ１も短くなり、装置全体を小型化することが可能になっている。
【００４２】
出射後の信号光と局部信号光とのなす角を鋭角にするためには、図５のように２つの光導波路３０及び３１が非平行になるように配置する以外にも、図３のように２つの光導波路３０及び３１を平行に配置し、２つの光導波路の端面を異なる角度で研磨する方法により、出射後の信号光と局部信号光とのなす角が鋭角となるように非平行に形成することもできる。なお、この角度調整は、フェルール５０に光ファイバ３０及び３１を保持させた状態で、フェルール５０の端面を光ファイバと共に一体的に研磨することで、容易に調整することができる。
【００４３】
以上、本発明について実施例を基に説明したが、本発明はこれらに限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明によれば、コリメータを用いて複数の光波をコリメートする構成でも、部材点数を減らすことによりコストを削減し、また９０度ハイブリッド光回路を小幅化することにより装置全体を小型化することが可能な光受信モジュールを提供することが可能になる。
【符号の説明】
【００４５】
１，１００    光受信モジュール
２，２０    ９０度ハイブリッド光回路
３，３０，３１    光導波路
４，４０    コリメータ（鏡筒）
５，５０    フェルール
６，６０    レンズ
８０    光路調整手段（角度調整器）
【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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