(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アレイ方向に複数の光増幅部が設けられ、前記アレイ方向に対し傾斜する導波方向を有する光増幅部アレイと、
前記アレイ方向に複数の光ファイバが設けられ、各光ファイバのファイバ軸が前記アレイ方向と直交する光軸方向に設けられた光ファイバアレイと、
前記光増幅部アレイと、前記光ファイバアレイとを光結合させる単一焦点の光学レンズとを有し、前記光増幅部アレイの端面と、前記光ファイバアレイの端面は前記アレイ方向に沿って互いに平行に配置され、
前記光学レンズは、
前記アレイ方向においては、
前記光増幅部アレイの端面に、光信号のビームを傾斜して光結合させ、
前記光ファイバアレイの端面に、前記ビームを直角に光結合させ、
前記アレイ方向と直交する高さ方向においては、
前記光増幅部アレイの端面に、前記ビームを直角に光結合させ、
前記光ファイバアレイの端面に、前記ビームを傾斜して光結合させることを特徴とする光結合構造。
【請求項２】
前記光学レンズは、
前記高さ方向に対し、
前記ビームを前記光学レンズの中心を通過させ、
前記光ファイバアレイは、前記ファイバ軸を前記ビームに対し前記高さ方向に所定角度傾けるとともに、前記端面を前記ビームに対し前記高さ方向に所定角度傾けて形成し、光結合させることを特徴とする請求項１に記載の光結合構造。
【請求項３】
前記光学レンズは、
前記光増幅部アレイ側に設けた第１レンズと、前記光ファイバアレイ側に設けた第２レンズとを含み、
前記アレイ方向に対し、
前記第１レンズの主面と、前記第２レンズの主面と、前記光増幅部アレイの端面と、前記光ファイバアレイの端面は、いずれもアレイ方向に沿って互いに平行に配置され、
前記第１レンズは、前記ビームをレンズの片側の領域を通過させ、当該第１レンズを通過するビームのうち最も屈折するビームが前記第２レンズの中心位置を通過するよう配置したことを特徴とする請求項２に記載の光結合構造。
【請求項４】
前記光学レンズは、
前記アレイ方向に対し、
前記第１レンズの中心位置と、前記第２レンズの中心位置とを所定のオフセット量を有して配置したことを特徴とする請求項３に記載の光結合構造。
【請求項５】
前記光学レンズは、
前記高さ方向に対し、前記第１レンズの中心位置と、前記第２レンズの中心位置とを同じ位置に配置したことを特徴とする請求項３または４に記載の光結合構造。
【請求項６】
前記第１レンズの屈折率を大きく、前記第２レンズの屈折率を小さくしたことを特徴とする請求項３〜５のいずれか一つに記載の光結合構造。
【請求項７】
アレイ方向に複数の光増幅部が設けられ、前記アレイ方向に対し傾斜する導波方向を有する光増幅部アレイと、
前記アレイ方向に複数の光ファイバが設けられ、各光ファイバのファイバ軸が前記アレイ方向と直交する光軸方向に設けられた光ファイバアレイと、
前記光増幅部アレイと、前記光ファイバアレイとを光結合させる単一焦点の光学レンズとを有し、前記光増幅部アレイの端面と、前記光ファイバアレイの端面は前記アレイ方向に沿って互いに平行に配置され、
前記光学レンズは、
前記アレイ方向においては、
前記光増幅部アレイの端面に、光信号のビームを傾斜して光結合させ、
前記光ファイバアレイの端面に、前記ビームを直角に光結合させ、
前記アレイ方向と直交する高さ方向においては、
前記光増幅部アレイの端面に、前記ビームを直角に光結合させ、
前記光ファイバアレイの端面に、前記ビームを傾斜して光結合させ、
前記光学レンズを前記光増幅部アレイの一対の入出力側のうち一方または両方に配置し、前記光増幅部アレイにより複数の光信号の増幅をおこなうことを特徴とするアレイ光増幅モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号のビームを光素子相互に光結合させる光結合構造およびこの構造を有するアレイ光増幅モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
光信号を増幅する光増幅モジュールとして、複数の半導体光増幅器（ＳＯＡ：Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）がアレイ状に配置された光増幅部アレイを有するアレイ光増幅モジュールがある（たとえば、下記特許文献１参照。）。このアレイ光増幅モジュールには、一方の光ファイバアレイから複数チャネルの光信号が入力され、ＳＯＡにより光増幅およびスイッチングされて、他方の光ファイバに出力される。
【０００３】
上記装置内部では、光結合損失を低減させるために、光ファイバ端面、およびＳＯＡの端面のそれぞれにおいて光信号の反射（端面反射）を低減化させている。このため、光ファイバアレイおよびＳＯＡに対して光信号のビームを斜めに入出射させる構造となっている。具体的には、光ファイバアレイとＳＯＡとの間に、複数（２枚）のレンズを設け、光信号のビームをレンズの中心から所定量ずらすオフセットを設けて通過させている。そして、これら共焦点レンズ系で２枚のレンズ中心をほぼ一致させて結像させることにより、光ファイバ端面（およびＳＯＡ端面）の光信号のビームを斜めにすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−７７０７１号公報（図８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術では、光ファイバアレイの端面とＳＯＡ端面の間の光結合損失に波長依存性が生じ、複数の各チャネル（各波長）毎の光結合損失が異なるという問題を有している。ＳＯＡ端面の光信号のビームがアレイ方向に対して斜めに光結合され、また、光ファイバアレイ端面の光信号のビームについても、アレイ方向に対して斜めに光結合される。これにより、光の屈折方向が全てアレイ方向に重なる影響を受け、光結合損失の波長依存性が大きくなっていた。
【０００６】
光結合損失における波長依存性を低減させるためには、光ファイバアレイの端面においてアレイ方向には光信号のビームを傾斜させずに、光ファイバの軸方向と光信号のビームとを平行に（アレイ方向に対して垂直に）する構造にしなければならない。ただし、単に光ファイバに光信号のビームを平行入射させる構成に変更したとすると、光ファイバの端面反射によりＳＯＡに光信号が反射して入射され、ＳＯＡの特性劣化が生じる。光ファイバの軸方向に光信号のビームが平行に入射される構造における端面反射を解決するには、光ファイバ側の端面を斜めに形成すればよいが、光ファイバアレイの光ファイバの端面をアレイ方向に斜めに形成することは困難である。
【０００７】
図８は、光ファイバアレイの端面反射にかかる問題を説明するための図である。光ファイバアレイのアレイ方向に配列された複数の光ファイバをまとめてアレイ方向で斜めに形成すると、各光ファイバの端面位置（レンズとの間の距離）が全て異なってしまうこととなる。このため、図８に示すように、光ファイバアレイ８００のファイバ軸方向を光軸方向Ｚに平行に配置して光信号のビームが平行に入射される構造を想定する。このとき、光ファイバアレイ８００の複数の光ファイバ８００ａ〜８００ｎの端面８００ａａ〜８００ｎａの位置がアレイ方向Ｘに沿ってレンズ８０１から同じ距離となるよう位置させるべく、光ファイバ８００ａ〜８００ｎを１本ずつそれぞれの端面８００ａａ〜８００ｎａがビーム（光軸方向Ｚ）に対し斜めとなるように形成しなければならず、大変手間がかかり現実的に困難である。
【０００８】
開示技術は、上記課題を解決するため、光ファイバアレイと光増幅部アレイの光結合損失の波長依存性を低減しつつ、端面反射を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、開示技術は、アレイ方向に複数の光増幅部が設けられ、前記アレイ方向に対し傾斜する導波方向を有する光増幅部アレイと、前記アレイ方向に複数の光ファイバが設けられ、各光ファイバのファイバ軸が前記アレイ方向と直交する光軸方向に設けられた光ファイバアレイと、前記光増幅部アレイと、前記光ファイバアレイとを光結合させる単一焦点の光学レンズとを有し、前記光増幅部アレイの端面と、前記光ファイバアレイの端面は前記アレイ方向に沿って互いに平行に配置され、前記光学レンズは、前記アレイ方向においては、前記光増幅部アレイの端面に、光信号のビームを傾斜して光結合させ、前記光ファイバアレイの端面に、前記ビームを直角に光結合させ、前記アレイ方向と直交する高さ方向においては、前記光増幅部アレイの端面に、前記ビームを直角に光結合させ、前記光ファイバアレイの端面に、前記ビームを傾斜して光結合させる。
【発明の効果】
【００１０】
開示の光増幅モジュールによれば、光ファイバアレイと光増幅部アレイの光結合損失の波長依存性を低減しつつ、端面反射を防止できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施の形態にかかる光結合系の光結合状態を示す上面図である。
【図２】図２は、実施の形態にかかる光結合系の光結合状態を示す側面図である。
【図３】図３は、図２に示した光ファイバアレイの拡大側面図である。
【図４】図４は、端面反射防止の構成を説明する側面図である。
【図５】図５は、実施の形態にかかる光結合系の光結合損失を示す図表である。
【図６】図６は、実施の形態にかかる光増幅モジュールの構成例を示す上面図である。
【図７】図７は、実施の形態にかかる光増幅モジュールの構成例を示す側面図である。
【図８】図８は、光ファイバアレイの端面反射にかかる問題を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（ＳＯＡアレイと光ファイバアレイの光結合状態について）
以下に添付図面を参照して、開示技術の好適な実施の形態を詳細に説明する。図１は、実施の形態にかかる光結合系の光結合状態を示す上面図、図２は、実施の形態にかかる光結合系の光結合状態を示す側面図である。これらの図には、光ファイバアレイと光増幅部アレイ間の多チャネルの光結合系１１０を示している。図中、Ｘは光ファイバアレイおよびＳＯＡアレイのアレイ方向、ＹはＸアレイ方向と直交する高さ方向、Ｚは光軸方向である。
【００１３】
図１に示すように、光結合系１１０は、光増幅部アレイとしての光半導体素子（ＳＯＡ）アレイ１０１と、光ファイバアレイ１０２とを光結合させる。光信号のビーム方向については、ＳＯＡアレイ１０１から光ファイバアレイ１０２に出射する構成、および光ファイバアレイ１０２からＳＯＡアレイ１０１に出射する構成のいずれでもよい。
【００１４】
この光結合系１１０は、第１レンズ１１１および第２レンズ１１２を含む。図１に示すように、ＳＯＡアレイ１０１の端面と、第１レンズ１１１の主面と、第２レンズ１１２の主面と、光ファイバアレイ１０２の端面は互いに平行に配置され、いずれもアレイ方向Ｘに沿って設けられている。
【００１５】
半導体光増幅器（ＳＯＡ）アレイ１０１は、複数（たとえば８チャネルの８個）のＳＯＡを所定ピッチを有してアレイ方向Ｘにアレイ状に並べてなる。同様に、光ファイバアレイ１０２は、複数の光ファイバを所定ピッチを有してアレイ方向Ｘに並べてなる。たとえば、８チャネルの場合、８本のビームからなるビーム群を含み、この８本のビームが所定ピッチを有する。図１に示した各ビームは強度分布の中心線である。ＳＯＡアレイ１０１の端面１０１ａ、および光ファイバアレイ１０２の端面１０２ａには、それぞれ反射防止用のＡＲ（Ａｎｔｉ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）コート膜が設けられている。
【００１６】
はじめに、図１に示す上面図からみた光結合状態について説明する。第１レンズ１１１に対し、ビーム群は、アレイ方向Ｘに対し、中心から一方（片側）の領域を通過する。ＳＯＡアレイ１０１の端面１０１ａには、ＳＯＡアレイ１０１の複数のＳＯＡの光信号のビーム群がアレイ方向Ｘに対し所定角度θを有して光結合される。
【００１７】
第１レンズ１１１は、ＳＯＡアレイ１０１側には、この所定角度θを有してビームを屈折させ、第２レンズ１１２側に対しても屈折させて光結合させる。第１レンズ１１１を通過するビーム群のうち、最も屈折するビームＢ１については第２レンズ１１２の中心軸Ｏを通過させ、他端のビームＢｎにかけて第２レンズ１１２の外側を通過させている。
【００１８】
そして、図１に示すように、これら第１レンズ１１１と、第２レンズ１１２は、互いの中心位置がオフセット量Δを有してずらした状態で配置されている。第２レンズ１１２においても、第１レンズ１１１と同様に、第２レンズ１１１のアレイ方向Ｘに対し、一方（片側）の領域をビームが通過する。図中Ｏは、第２レンズ１１２の中心軸である。
【００１９】
図１に示すように、第１レンズ１１１では、アレイ方向Ｘに対し光信号のビームを大きく屈折させ、第２レンズ１１２ではビームを第１レンズ１１１と比較して小さく屈折させている。そして、第２レンズ１１２と光ファイバアレイ１０２との間では、複数の光信号のビーム群が互いにほぼ平行な状態とされ、光ファイバアレイ１０２の端面１０２ａでは、光ファイバアレイ１０２のファイバ軸に対し平行に光結合させる。
【００２０】
図１に示すように、光ファイバアレイ１０２の端面１０２ａは、アレイ方向Ｘに沿って形成されており、光軸方向Ｚに対して直角な角度を有する。これにより、光信号のビームは、図１に示す上面からみて光ファイバアレイ１０２の端面１０２ａに対し直角な角度を有して入射される。
【００２１】
また、図２に示すように、高さ方向Ｙにおいて、光結合系１１０における光信号のビームＢは、第２レンズ１１２を基準とした中心軸Ｏに一致させている。すなわち、ＳＯＡアレイ１０１の光入出射位置と、第１レンズ１１１の中心位置と、第２レンズ１１２の中心位置と、光ファイバアレイ１０２の端面位置は、いずれも中心軸Ｏ上に位置させている。ＳＯＡアレイ１０１上において光信号を導波する方向（ＳＯＡアレイ１０１の配置平面）は、ビームＢと平行に設けられている。この第１レンズ１１１と、第２レンズ１１２の主面は、互いに平行であり、いずれも高さ方向Ｙに沿って設けられている。
【００２２】
そして、この実施の形態では、図２に示す側面からみた高さ方向Ｙ（アレイ方向Ｘと直交する方向）に対し、第１レンズ１１１の中心と、第２レンズ１１２の中心とを一致させており、オフセットを設けていない。さらに、図２に示す側面からみて、光ファイバアレイ１０２は、この光ファイバアレイ１０２の面（配置平面）が中心軸Ｏに対し高さ方向に所定角度θfiber を有して傾斜配置させている。
【００２３】
また、端面１０２ａには、中心軸Ｏに対し所定角度θ０傾斜させた傾斜面を形成している。この端面１０２ａは、光ファイバアレイ１０２のファイバ軸に対して直角ではなく、後述するようにファイバ軸に対して所定角度θ１を有して傾斜して形成する。
【００２４】
上記光結合系１１０は、たとえば、像倍率を３倍としたとき、ＳＯＡアレイ１０１の各ＳＯＡの出射光のピッチ６０μｍを、光ファイバアレイ１０２の端面１０２ａにおいて１８０μｍに変換する。また、ＳＯＡアレイ１０１のモードサイズも３倍に拡大され、光ファイバアレイ１０２の光ファイバ（たとえばシングルモードファイバ）のモードサイズとほぼ同じになり、効率の高い光結合が実現可能になる。
【００２５】
図３は、図２に示した光ファイバアレイの拡大側面図である。光ファイバアレイ１０２の端面１０２ａが中心軸Ｏ上のビームに対し、たとえばθ０＝８度を有して光結合させる例について説明する。ここで、光ファイバの屈折率ｎ１＝１．５、空気の屈折率ｎ０＝１．０、中心軸Ｏに対する光ファイバの端面１０２ａの角度＝θfiber 、光ファイバアレイ１０２のファイバ軸と直交する方向に対する光ファイバの端面１０２ａの角度＝θ１とする。この場合、スネルの法則により、ｎ１・ｓｉｎθ１＝ｎ０・ｓｉｎθ０となり、たとえば、光ファイバの角度θfiber ＝２．７度とし、光ファイバ端面１０２ａの角度θ１＝５．３度とすることができる。θ０＝θfiber ＋θ１である。
【００２６】
光ファイバアレイ１０２の端面１０２ａの形成は、たとえば、アレイ方向Ｘの長さ分を有する直線状のカッタを用い、高さ方向Ｙに所定角度θ１を有するよう斜め切断する等により一度で容易に形成できる。また、光ファイバアレイ１０２の複数の光ファイバの端面１０２ａをいずれも同じ所定角度θ１を有する傾斜面に形成できる。
【００２７】
（端面反射防止の構成について）
図４は、端面反射防止の構成を説明する側面図である。図４は、図２と同様の側面図である。図４の（ａ）に示すように、この実施の形態の光結合系１１０（第１レンズ１１１および第２レンズ１１２）は、ＳＯＡアレイ１０１から光ファイバアレイ１０２に至るまでの間に高さ方向Ｙのオフセットを設けていない。ここで、第２レンズ１１２の中心軸Ｏ上に第１レンズ１１１の中心を設け、中心軸Ｏを光信号のビームの位置に一致させている。
【００２８】
これにより、第１レンズ１１１および第２レンズ１１２の中心位置を光信号のビーム群（図４に記載のＢ）が通過するため、これら複数のビーム群Ｂはアレイ方向Ｘに沿った直線上に位置し、このアレイ方向Ｘに直線上に配置された光ファイバアレイ１０２の端面１０２ａに効率よく光結合させることができる。
【００２９】
図４の（ｂ）には、従来構成を対比用に記載してあり、この構成では、ＳＯＡアレイ４０１から光ファイバアレイ４０２との間の光結合系４１０では、高さ方向Ｙにオフセット量δ分だけずらしてビーム群Ｂを通過させている。厳密には、図示しないが、第１レンズに対し第２レンズを高さ方向にオフセット量δ分ずらしている。これにより、光結合系４１０の中心位置からオフセット量δ分だけずれて光信号のビーム群Ｂが通過するため、複数のビーム群Ｂはアレイ方向Ｘに沿った直線上に位置せず、湾曲してしまい、アレイ方向Ｘに直線上に配置された光ファイバアレイ４０２の端面４０２ａに効率よく光結合させることができなくなる。
【００３０】
図５は、実施の形態にかかる光結合系の光結合損失を示す図表である。横軸は波長、縦軸は光結合損失である。図５の（ａ）に示すように、実施の形態の光結合系１１０によれば、光結合損失は最大でも−８ｄＢ程度であり、各波長に渡り、平坦な特性線となり光結合損失を抑制することができ、ＳＯＡアレイ１０１と光ファイバアレイ１０２とを高効率で光結合させることができる。また、チャネル（ｃｈ１〜ｃｈ４）別の光結合損失の差を小さくすることができ、チャネル別、すなわち光結合損失の波長依存性を低減できるようになる。
【００３１】
図５の（ｂ）には、従来構成を対比用として記載してある。光ファイバアレイ１０２に対して、光信号のビームが斜めに入射する結合系の構成とした場合の特性を示している。この場合、全チャネル（ｃｈ１〜ｃｈ４）において、波長１４２５ｎｍ付近、および１６５０ｎｍ付近の光結合損失が劣化しており、光結合損失は最大で−１４ｄＢとなり、波長別に光結合損失が大きく異なり湾曲する特性線となっている。また、チャネル（ｃｈ１〜ｃｈ４）別の光結合損失の差も大きい。このように、従来構成では、光結合損失の波長依存性が大きい。
【００３２】
（アレイ光増幅モジュールの構成例）
次に、上記光結合系１１０を用いたアレイ光増幅モジュールの構成例について説明する。図６は、実施の形態にかかる光増幅モジュールの構成例を示す上面図、図７は、実施の形態にかかる光増幅モジュールの構成例を示す側面図である。このアレイ光増幅モジュール６００は、一対の光ファイバアレイ１０２が接続され、一方（図中左側）の光ファイバアレイ１０２から入力された複数（たとえば４チャネル）の光ファイバの光信号をＳＯＡアレイ１０１により光増幅し、他方（図中右側）の光ファイバアレイ１０２に出力する。
【００３３】
アレイ光増幅モジュール６００は、パッケージ６０１に一対の金属スリーブ等の光コネクタ７３０がコネクタ接続される。パッケージ６０１の基台６０１ａ中央には、ペルチェ素子等の温度調整器６０２上にステム６０３が設けられ、ステム６０３の中央部にＳＯＡアレイ１０１が設けられている。ＳＯＡアレイ１０１を中心としてパッケージ６０１の一方および他方には、ほぼ対称に上記の光結合系１１０がそれぞれ設けられている。図６に示すように、一対の光結合系１１０のビーム群の光路は、ＳＯＡアレイ１０１を中心として、ほぼ点対称となる。図６および図７において、これら一対の光結合系１１０を構成する各部には同一の符号を付してある。
【００３４】
ステム６０３の一方の端部には、ＳＯＡアレイ１０１から所定間隔を隔てて第１レンズ１１１が設けられる。パッケージ６０１の側面は、光結合系１１０の光路部分が開口され、開口部にはガラス等の気密封止用窓６０４が設けられている。光コネクタ６３０内部には、端部に第２レンズ１１２が設けられ、中央部分に光ファイバアレイ１０２が固定されている。
【００３５】
図６に示すように、上面からみてＳＯＡアレイ１０１、および光ファイバアレイ１０２は、アレイ方向Ｘに沿って複数のＳＯＡおよび光ファイバが配列されている。そして、上記の図１に示したように、光結合系１１０の第１レンズ１１１および第２レンズ１１２は、アレイ方向Ｘに光信号のビームを屈折させ、ＳＯＡアレイ１０１と光ファイバアレイ１０２とを光結合させる。
【００３６】
また、図７に示すように、ＳＯＡアレイ１０１、第１レンズ１１１、第２レンズ１１２、光ファイバアレイ１０２の光軸は、いずれも水平な中心軸Ｏ上に位置する。この図７に示すように、光ファイバアレイ１０２は、光軸方向Ｚに対して上述した所定角度θfiber の傾きを有し、端面１０２ａも所定角度θ１の傾きを有している。具体的には、光コネクタ６３０内部に保持具６０５を設け、この保持具６０５が光ファイバアレイ１０２の端部のフェルール６０６を中心軸Ｏに対して所定角度θfiber を有するよう傾斜保持する。
【００３７】
そして、第１レンズ１１１の焦点距離をｆ１、第２レンズ１１２の焦点距離をｆ２とした場合に、ＳＯＡアレイ１０１と第１レンズ１１１は共焦点系を有して、第１レンズ１１１の焦点距離ｆ１にＳＯＡアレイ１０１を配置し、かつ第２レンズ１１２と光ファイバアレイ１０２とは共焦点系を有して、第２レンズ１１２の焦点距離ｆ２に光ファイバアレイ１０２を配置する。このとき、ＳＯＡアレイ１０１上の複数のＳＯＡのビームスポットサイズと、光ファイバアレイ１０２上の複数の光ファイバのビームスポットサイズとの比に一致するように決定された像倍率はｆ２／ｆ１に等しい。
【００３８】
上記の光結合系１１０は、ＳＯＡアレイ１０１を中心として図６および図７の他方（図６および図７の右側）にも設けられている。ＳＯＡアレイ１０１は、両端に上述した一対の光結合系１１０を有し、通過する光信号を増幅する。これにより、一方の光ファイバアレイ１０２から入力される複数チャネルの光信号をＳＯＡアレイ１０１により光増幅し、他方の光ファイバアレイ１０２から出力することができる。なお、右側の光結合系１１０には、第１レンズ１１１と第２レンズ１１２との間に、反射光の戻りを防止するための光アイソレータ６２０が設けられている。
【００３９】
上記の例では、複数のチャネルの光信号を増幅するアレイ光増幅モジュール６００の構成例について説明した。同様な光結合系１１０を有するほかのアレイ光モジュール例としては、入力チャネル数Ｎ、出力チャネル数１とし、ＳＯＡアレイとＮ：１カプラ等を有し、光信号をＮ：１に選択可能な光ゲート装置に適用できる。この場合、入力側に光ファイバアレイを配置し、出力側に単一の光ファイバを配置する。また、ＳＯＡアレイとＭ×Ｎマトリクススイッチ等を有し、光信号を入力Ｍ：出力Ｎに選択可能な光ゲート装置等に適用することもできる。この場合、入力側および出力側にそれぞれ光ファイバアレイを配置する。
【００４０】
以上説明したように、この実施の形態によれば、光結合系１１０は、一方の面（上面）からみて、光ファイバアレイ１０２の端面１０２ａでは、アレイ方向Ｘにビームを傾斜させずに光ファイバアレイ１０２のファイバ軸を光軸方向Ｚに平行（アレイ方向Ｘに直交）となるように光結合させる。そして、一方の面と直交する他方の面（側面）からみて、光ファイバアレイ１０２の端面１０２ａをビームに対して傾斜して光結合させる。
【００４１】
このように、ＳＯＡアレイ１０１は、上面からみてアレイ方向Ｘに対し、斜めに光結合させ、光ファイバアレイ１０２は、側面からみて高さ方向Ｙに対し、斜めに光結合させる構成を組み合わせている。これにより、第１レンズ１１１および第２レンズ１１２による光の屈折方向は、アレイ方向Ｘであるのに対し、光ファイバアレイ１０２の端面１０２ａの傾斜による光の屈折方向は、高さ方向Ｙに分けることができる。これにより、光ファイバアレイ１０２の端面１０２ａにおける反射防止と、光結合損失の波長依存性の低減とを同時に実現することが可能となる。
【００４２】
特に、上記の光結合系１１０をＳＯＡアレイ１０１から光ファイバアレイ１０２に対して光信号のビームを出射する構成に適用した場合、光ファイバアレイ１０２の端面１０２ａに入射されたビームの反射を防止でき、反射光によるＳＯＡアレイ１０１の不要発振を抑制し特性劣化を防ぐことができる。
【００４３】
上記実施の形態では、光増幅素子としてＳＯＡを用いる構成としたが、ほかに光増幅導波路、たとえばＥＤＷＧ（Ｅｒｂｉｕｍ  Ｄｏｐｅｄ  ＷａｖｅＧｕｉｄｅ）を上記アレイ方向Ｘに並べて用いることもできる。
【００４４】
上述した各実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【００４５】
（付記１）アレイ方向に複数の光増幅部が設けられた光増幅部アレイと、
前記アレイ方向に複数の光ファイバが設けられた光ファイバアレイと、
前記光増幅部アレイと、前記光ファイバアレイとを光結合させる光結合系とを有し、当該光結合系は、
前記アレイ方向に対し、
前記光増幅部アレイの端面に、光信号のビームを傾斜して光結合させ、
前記光ファイバアレイの端面に、前記ビームを当該光ファイバアレイのファイバ軸に平行となるように光結合させ、
前記アレイ方向と直交する高さ方向に対し、
前記光増幅部アレイの端面に、前記ビームを前記光増幅部の導波方向と平行となるように光結合させ、
前記光ファイバアレイの端面に、前記ビームを前記光ファイバアレイの面に対し前記高さ方向に傾斜するように光結合させることを特徴とする光結合構造。
【００４６】
（付記２）前記光結合系は、光学レンズを含み、
前記高さ方向に対し、
前記ビームは、前記光学レンズの中心を通過させ、
前記光ファイバアレイは、前記ファイバ軸を前記ビームに対し前記高さ方向に所定角度傾けるとともに、前記端面を前記ビームに対し前記高さ方向に所定角度傾けて形成し、光結合させることを特徴とする付記１に記載の光結合構造。
【００４７】
（付記３）前記光ファイバアレイの端面の複数の光ファイバは、前記アレイ方向に沿った切断により、いずれも同一の前記所定角度を有することを特徴とする付記２に記載の光結合構造。
【００４８】
（付記４）前記光結合系は、
前記光増幅部アレイ側に設けた第１レンズと、前記光ファイバアレイ側に設けた第２レンズとを含み、
前記アレイ方向に対し、
前記第１レンズの主面と、前記第２レンズの主面と、前記光増幅部アレイの端面と、前記光ファイバアレイの端面は、いずれもアレイ方向に沿って互いに平行に配置され、
前記光増幅部アレイの光結合位置のビーム中心を前記第１レンズのほぼ中心位置に配置し、
前記第１レンズは、前記ビームをレンズの片側の領域を通過させ、当該第１レンズを通過するビームのうち最も屈折するビームが前記第２レンズの中心位置を通過するよう配置したことを特徴とする付記２に記載の光結合構造。
【００４９】
（付記５）前記光結合系は、
前記アレイ方向に対し、
前記第１レンズの中心位置と、前記第２レンズの中心位置とを所定のオフセット量を有して配置したことを特徴とする付記４に記載の光結合構造。
【００５０】
（付記６）前記光結合系は、
前記高さ方向に対し、前記第１レンズの中心位置と、前記第２レンズの中心位置を、前記光増幅部アレイの端面と、前記光ファイバアレイの端面間の光軸上に配置したことを特徴とする付記４または５に記載の光結合構造。
【００５１】
（付記７）前記第１レンズの屈折率を大きく、前記第２レンズの屈折率を小さくしたことを特徴とする付記４〜６のいずれか一つに記載の光結合構造。
【００５２】
（付記８）アレイ方向に複数の光増幅部が設けられた光増幅部アレイと、
前記アレイ方向に複数の光ファイバが設けられた光ファイバアレイと、
前記光増幅部アレイと、前記光ファイバアレイとを光結合させる光結合系とを有し、当該光結合系は、
前記アレイ方向に対し、
前記光増幅部アレイの端面に、光信号のビームを傾斜して光結合させ、
前記光ファイバアレイの端面に、前記ビームを当該光ファイバアレイのファイバ軸に平行となるように光結合させ、
前記アレイ方向と直交する高さ方向に対し、
前記光増幅部アレイの端面に、前記ビームを前記光増幅部の導波方向と平行となるように光結合させ、
前記光ファイバアレイの端面に、前記ビームを前記光ファイバアレイの面に対し前記高さ方向に傾斜するように光結合させ、
前記光結合系を前記光増幅部アレイの一対の入出力側のうち一方または両方に配置し、前記光増幅部アレイにより複数の光信号の増幅をおこなうことを特徴とするアレイ光増幅モジュール。
【符号の説明】
【００５３】
１０１  半導体素子アレイ（ＳＯＡアレイ）
１０１ａ  端面
１０２  光ファイバアレイ
１０２ａ  端面
１１０  光結合系
１１１  第１レンズ
１１２  第２レンズ
６００  アレイ光増幅モジュール
【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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