(57)【要約】【課題】  小型・集積化が可能でかつ容易に作製できる光モジュールを提供する。【解決手段】  前後の端面と貫通する第１及び第２貫通孔を有するフェルールと、第１貫通孔の後端面側に位置する第１光ファィバと、第１貫通孔の前端面側に位置する第１コアレスファイバと、第１貫通孔において第１光ファィバと第１コアレスファイバの間に位置し、第１光ファイバから出射される光を平行光線にして第１コアレスファイバに入射する第１ＧＩファイバとを有してなる第１光路と、第２貫通孔の後端面側に位置する第２光ファィバと、第２貫通孔の前端面側に位置する第２コアレスファイバと、第２貫通孔において第２光ファィバと第２コアレスファイバの間に位置し、第２光ファイバから出射される光を平行光線にして第２コアレスファイバに入射する第２ＧＩファイバとを有してなる第２光路と、第１光路から出射された光をその機能に基づき反射及び／又は透過させ前記第２光路に入射する反射型光学機能素子とを有する。【選択図】図１
2006284767.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前端面と、後端面と、前記前端面から前記後端面にそれぞれ貫通する第１及び第２の貫通孔とを有するフェルールと、
前記第１の貫通孔の前記後端面側に位置する第１光ファィバと、前記第１の貫通孔の前記前端面側に位置する第１コアレスファイバと、前記第１の貫通孔において前記第１光ファィバと前記第１コアレスファイバの間に位置し、前記第１光ファイバから出射される光を平行光にして前記第１コアレスファイバに入射する第１グレーティドインデックスファイバと、を有してなる第１光路と、
前記第２の貫通孔の前記後端面側に位置する第２光ファィバと、前記第２の貫通孔の前記前端面側に位置する第２コアレスファイバと、前記第２の貫通孔において前記第２光ファィバと前記第２コアレスファイバの間に位置し、前記第２光ファイバから出射される光を平行光にして前記第２コアレスファイバに入射する第２グレーティドインデックスファイバと、を有してなる第２光路と、
前記第１光路から出射された光をその機能に基づき反射及び／又は透過させた後に前記第２光路に入射する反射型光学機能素子と、
を有する光モジュール。
【請求項２】
前記フェルールの前記前端面は方向が異なる２つの第１面と第２面を含み、前記第１の貫通孔の開口部は前記第１面にあり、前記第２の貫通孔の開口部は前記第２面にある請求項１記載の光モジュール。
【請求項３】
前記第１コアレスファイバの出射端面と前記第１面とは同一平面上に位置し、前記第２コアレスファイバの入射端面と前記第２面とは同一平面上に位置する請求項２に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記出射端面及び前記第１面の方向と、前記入射端面及び前記第２面の方向とは、前記反射型光学機能素子の入射部の位置、前記反射型光学機能素子とフェルールとの距離に基づいて設定されている請求項３に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記第２の貫通孔は複数あってそれぞれ、前記第２光路が構成されており、反射型光学機能素子は前記第１光路から出射された光をその機能に基づき反射及び／又は透過させた後に複数の前記第２光路にそれぞれ入射する請求項１〜４のうちのいずれか１つに記載の光モジュール。
【請求項６】
前記反射型光学機能素子は、光アイソレータ素子、フィルター素子、ファラデー回転子、偏光子、回折格子及び全反射ミラーからなる群から選択された１つである請求項１〜５のうちのいずれか１つに記載の光モジュール。
【請求項７】
請求項１に記載の光モジュールにおいて、前記フェルールに代えて前端面と、後端面と、前記前端面から前記後端面にそれぞれ貫通する第１及び第２の溝を有する保持部材を有し、
前記第１光路が前記第１の溝に配置され、前記第２光路が前記第２の溝に配置された光モジュール。
【請求項８】
前記保持部材の前記前端面は方向が異なる２つの第１面と第２面を含み、前記第１の溝の一端は前記第１面にあり、前記第２の溝の一端は前記第２面にある請求項７記載の光モジュール。
【請求項９】
前記第１コアレスファイバの出射端面と前記第１面とは同一平面上に位置し、前記第２コアレスファイバの入射端面と前記第２面とは同一平面上に位置する請求項８記載の光モジュール。
【請求項１０】
前端面と、後端面と、前記前端面から前記後端面にそれぞれ貫通する第１及び第２の貫通孔とを有し、前記フェルールの前記前端面は方向が異なる２つの第１面と第２面を含み、前記第１の貫通孔の開口部は前記第１面にあり、前記第２の貫通孔の開口部は前記第２面にあることを特徴とする光モジュール用のフェルール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファィバを用いて構成した光モジュール、特に、光通信用部品や光センサ等に使用される光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信用機器の光回路の小型・集積化に向けて、種々の検討がされている。例えば、特許文献１及び２には、入出力用の光ファイバを光学機能素子の片側に設置することで、光学系部分の長さを短くできる反射型光学モジュールが開示されている。この従来の反射型光学モジュールは、モジュール外でのファイバ余長処理に必要な実装面積もインライン型光モジュールに比較して約半分に納まることから、光回路の小型化に効果がある。
【０００３】
特許文献１の反射型光学モジュールは、基板上に反射板をファイバ光軸に対し傾けて設置し、反射板とファイバの間に光学素子やレンズを配置している。この従来例では、複数の機能をもつ反射型光学系を容易に構成でき、その実装スペースを削減、インライン型光モジュールを使用した場合に比較して光回路実装面積を約４０％程度削減できるとされている。
【０００４】
また、特許文献２に開示された反射型光学モジュールは、レンズ系にコア拡大ファイバを用いたもので、それを光学素子にある角度で対向させる事で、ある厚さを有する光学素子を密着して結合することができ、反射型光モジュールを集積化させる手段として有効なものである。
【特許文献１】特開２００４−２０６０５２号公報
【特許文献２】特開平１１−１０１９２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示された従来の反射型光モジュールは、光ファィバに対してレンズを、またレンズに対して光学素子を所定の角度でアセンブリ固定する必要があり、部品点数が多く製作に手間がかかるという問題があった。
また、特許文献１に示された従来の反射型光モジュールでは、更なる小型集積化が困難であった。
【０００６】
特許文献２に示されたレンズ系にコア拡大ファイバを用いた従来例では、ファイバコリメータとして平行光に近い光を入出射する為に、コア拡大ファイバを３５〜４０μｍ程度に拡大しなければならず、製作に多くの困難を伴い手間がかかりという問題があった。
また、低損失な結合とするには接続ファイバ間の光学距離を１ｍｍ以上とることができないことから、使用する光学素子の厚さに制限があり、光学素子の選定に一定の制限があるという問題点があった。
【０００７】
そこで、本発明は、小型・集積化が可能でかつ容易に作製できる光モジュール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】
【０００８】
以上も目的を達成するために、本発明に係る光モジュールは、前端面と、後端面と、前記前端面から前記後端面にそれぞれ貫通する第１及び第２の貫通孔とを有するフェルールと、
前記第１の貫通孔の前記後端面側に位置する第１光ファィバと、前記第１の貫通孔の前記前端面側に位置する第１コアレスファイバと、前記第１の貫通孔において前記第１光ファィバと前記第１コアレスファイバの間に位置し、前記第１光ファイバから出射される光を平行光線にして前記第１コアレスファイバに入射する第１グレーティドインデックスファイバと、を有してなる第１光路と、
前記第２の貫通孔の前記後端面側に位置する第２光ファィバと、前記第２の貫通孔の前記前端面側に位置する第２コアレスファイバと、前記第２の貫通孔において前記第２光ファィバと前記第２コアレスファイバの間に位置し、前記第２光ファイバから出射される光を平行光線にして前記第２コアレスファイバに入射する第２グレーティドインデックスファイバと、を有してなる第２光路と、
前記第１光路から出射された光をその機能に基づき反射及び／又は透過させた後に前記第２光路に入射する反射型光学機能素子とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように構成された本発明に係る光モジュールによれば、小型・集積化が可能でかつ容易に作製できる光モジュールを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施の形態について説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明に係る実施の形態１の光モジュールの構成を示す断面図であり、２芯のフェルール４を用いて一体で構成された入力側の第１光路及び出力側の第２光路と、反射型光学機能素子７とによって構成されている。
この実施の形態１では、フェルール４は、その長手方向に貫通する２つの貫通孔を有しており、一方の貫通孔を用いて第１光路が構成され、一方の貫通孔を用いて第２光路が構成される。尚、本明細書では、フェルール４の反射型光学機能素子７に対向する端面を前端面といい、その反対側の端面を後端面という。
【００１１】
本実施の形態１において、２つの貫通孔はフェルール４の長軸に平行でかつ光軸から同じ距離だけ離れて形成されている。また、フェルール４の前端面は方向が異なる２つの第１面と第２面を含む楔形状になっており、一方の貫通孔の開口部は第１面にあり、他方の貫通孔の開口部は第２面にある。さらに、本実施の形態１では、第１面と第２面はフェルール４の長軸に直交する面に対して同じ角度θで傾斜している。
【００１２】
本実施の形態１において、第１光路は、後端面側からフェルールの一方の貫通孔に挿入された光ファィバ３と、前端面側から一方の貫通孔に挿入されて光ファイバ３の先端に当接するグレーティドインデックスファイバ（以下、ＧＩファイバという。）１と、前端面側から一方の貫通孔に挿入されてＧＩファイバ１の先端に当接するコアレスファイバ２とによって構成される。
ここで、第１光路において、ＧＩファイバ１は、後述するように所定の長さに加工されており、光ファイバ３の先端から出射される光を平行光線にし、コアレスファイバ２を介して出射される。また、コアレスファイバ２の出射端面は、ＧＩファイバ１によって平行になった光が反射型光学機能素子７の入射部に向けて出射されるように、フェルール４の軸に直交する平面に対して傾いて形成されている。
【００１３】
また、第２光路は、後端面側からフェルールの他方の貫通孔に挿入された光ファィバ３と、前端面側から他方の貫通孔に挿入されて光ファイバ３の先端に当接するＧＩファイバ１と、前端面側から他方の貫通孔に挿入されてＧＩファイバ１の先端に当接するコアレスファイバ２とによって構成される。
ここで、第２光路において、ＧＩファイバ１は、所定の長さに加工されており、コアレスファイバ２を介して入射される光を集光して、光ファイバ３の先端のコア部から光ファイバ３に入射させる。また、コアレスファイバ２の出射端面は、反射型光学機能素子７からの光が効率良くコアレスファイバ２を介してＧＩファイバ１に入射されるように、フェルール４の軸に直交する平面に対して傾いて形成されている。
【００１４】
本実施の形態１において、反射型光学機能素子７は、入射される光のうち所定の光をその表面で反射するように構成された波長選択フィルタ素子であり、その入反射部がフェルール４の軸の延長線上に位置し、かつ反射型光学機能素子７の入射面がその延長線に直交するように配置される。
例えば、波長選択フィルタ素子は、第１光路から波長（λ１＋λ２）の光を入射された場合に、そのうちの波長λ１の光のみを反射して、波長λ１の光が第２光路を介して出力される。
【００１５】
次に、以上のように構成された本実施の形態１の光学装置における反射型光学機能素子７とフェルール４との間隔、フェルール４の前端面における第１面と第２面の傾斜角度θの設定方法について述べる。
【００１６】
本実施の形態１において、例えば、外径１２５μｍのファイバであるシングルモードファイバである光ファイバ３を伝搬してきた伝搬光線は、ＧＩファイバ１によりコリメータ光（平行光）に変換され、コアレスファイバ２を伝搬し、光軸の垂直方向に対し角度θだけ傾斜した出射面から、光軸に対し角度βの方向に出射される。
ここで、コアレスファイバ２は、石英からなるコアの無いクラッド部のみからなっており、コアレスファイバの屈折率をｎ１、出射側媒体の屈折率をｎ３とすると、出射角βは、次の式（１）で与えられる。
β＝ｓｉｎ−１｛（ｎ１／ｎ３）・ｓｉｎθ｝−θ・・・式（１）
【００１７】
この式（１）からわかるように、コアレスファイバ２の屈折率ｎ１が大きければ、出射角βは大きくとることができる。また、コアレスファイバにＧｅ等の屈折率を増大させる添加物を入れることにより、屈折率ｎ１は、１．４５〜１．８の範囲で調整することができる。
【００１８】
実施の形態１において、２芯のフェルール４のファイバ３（貫通孔）の間隔Ｄは、次の式（２）で与えられ、その間隔Ｄは少なくとも光ファイバ３のクラッド径Ｃｄ以上でなければならない。尚、間隔Ｄは光ファイバ３の光軸間の距離である。
Ｄ＝２Ｌ・ｔａｎβ≧Ｃｄ・・・式（２）
【００１９】
このように、本発明に係る実施の形態１では、本発明において、光ファイバ３の間隔Ｄが、ファイバクラッド径Ｃｄと同等、即ち入出力用の光ファイバ３を密着した状態で、構成することも可能である。
【００２０】
この点、特許文献１の構成は、レンズが斜めに設置されており、特許文献２の構成ではファイバが角度θ２で傾斜している為、従来例では、入出力用の光ファイバを密着した状態で、構成することはできない。
したがって、本実施の形態１の光学装置は、従来例以上に小型・集積化された光モジュールを実現することができる。
【００２１】
次に、本実施の形態１のＧＩファイバ１について、詳細に説明する。ＧＩファイバは、屈折率分布型光ファイバであり、所定の長さに切断するとその長さに対応した焦点距離を持ったレンズとなる。
【００２２】
ここで特に、ＧＩファイバ１は軸対称の屈折率分布をもつ光ファイバで、ほぼ２乗の屈折率分布をもつものである。
例えば、ＧＩファイバ１のコアの半径方向の屈折率分布ｎ（ｒ）とすると、次の式（３）を満足するように屈折率分布が設定されている。
ｎ（ｒ）＝ｎ０（１−Ａ／２ｒ２）・・・（３）
ここで、ａ≧ｒ≧０であり、ｎ０はコア光軸上の屈折率、Ａは収束定数、ａはコアの半径である。
また、収束定数Ａは、次の式（４）で与えられる。
Ａ＝｛α0・（α0―１）・Δ｝／（ａ）α0・・・（４）
尚、α0は屈折率分布定数であり、通常は２前後に設定される。
また、ΔはＧＩファイバの比屈折率であり、次の式（５）で与えられる。
Δ＝｛ｎ０―n（ａ）｝／ｎ０・・・（５）
ここで、ｎ（ａ）はＧＩファイバのコア外周面の屈折率である。
【００２３】
このようなＧＩファイバを必要な長さＺで切断することにより(内部に使用するＧＩファイバ長（ピッチ長Ｐ）を調整することにより)、必要な焦点距離、作動距離を得ることができ、必要とされるレンズに加工することができるので、屈折率分布型レンズとして使用することができる。また、クラッド外径１２５μｍ、コア径１００μｍ程度のＧＩファイバ１を使用することにより、同じクラッド径のシングルモードファイバ３、コアレスファイバ２と融着接続して使用することができる。
【００２４】
図３は、ＧＩファイバ１内の光線追跡の例を示したもので、コア径２ａ、クラッド径Ｃｄのものである。ＧＩファイバ２のコア１１内で、ほぼサインカーブの挙動を示し、その横軸の単位長さをピッチ（Ｐ）で表したもので、縦軸はＧＩファイバ１内での光線の位置を示し、最も光線が広がった位置を１として図示したものである。尚、Ｐ＝１は、サインカーブの１周期（２π）に相当する。
【００２５】
その周期Ｐ及びレンズ長Ｚはそれぞれ、次の式（６）及び式（７）で与えられる。
Ｐ＝２π／√Ａ・・・（６）
Ｚ＝２πＰ／√Ａ・・・（７）
【００２６】
また、ＧＩファイバ端面と焦点間の距離を焦点距離ｆとすると、ｆは次の式（８）で与えられる。
ｆ＝１／｛ｎ０・√Ａ・ｔａｎ（√Ａ・Ｚ）｝・・・（８）
【００２７】
ここで、点光源からの光を平行光に変換するにはＰ＝０．２５の長さのものを使用すればよい。Ｐ＝０．５の長さは、各端面間で焦点を結ぶレンズとなる。レンズとして機能させるには、Ｐ＝０．０５近傍からＰ＝０．５の間の長さで使用する。
【００２８】
図４Ａは、Ｐ＝０．０５〜０．３のＧＩファイバに平行光を入射させた場合の焦点距離ｆの値を示したものである。ＧＩファイバの比屈折率Δの値が大きい方が焦点距離ｆが小さく、即ちＮＡが大きくなり、焦点でのスポット径も絞ることができる。コア径の小さなファイバと接続する場合、Δ値の大きなＧＩファイバ１を用いればよいことがわかる。又ピッチＰが大きい程焦点距離が短くなる。光ファイバ３にＰ＝０．２５近傍のＧＩファイバ１を接続した場合、コアレスファイバ２から平行光に近い光線が出射する。
【００２９】
このようなＧＩファイバ１を用いることにより、ファイバコリメータである第１及び第２光路を構成することができる。
尚、本実施の形態１において、第１又は第２の光路は、保護被覆を剥がしクラッドを露出させて所定の長さに切断したＧＩファイバ１の片側にコアレスファイバ２を、反対側にシングルモードファイバ３を融着接続して、図２に示すように、フェルール４の貫通孔内に実装固定し、コアレスファイバ２側の入出射側端面を角度θで研磨加工することにより容易に作製される。
【００３０】
以上の実施の形態１の光モジュールは、フェルール４に光ファイバ３及びレンズの機能を有するＧＩファイバ１及びコアレスファイバ２からなる第１光路及び第２光路が一体で構成されているので、従来に比較して部品点数を少なくでき、光学素子のアセンブリ固定及び接続用ファイバとの位置調整が必要な箇所を減らすことができるので、容易に作製でき、かつ小型集積化が可能となる。
したがって、複数の入出力ポートを有する複合化機能を持たせた集積化された小型反射型光モジュールを実現することができる。
【００３１】
以上の実施の形態１においては、光学素子７として、フィルター素子を用いたものについて説明した。
しかしながら、本発明はこれに限られるものではなく、第１光路から入射された光をその機能に基づき反射及び／又は透過させた後に第２光路に向けて出射することが可能な反射型光学機能素子を用いることができる。
そのような反射型光学機能素子として、反射型の光アイソレータ素子、ファラデー回転子、偏光子、回折格子、全反射ミラーなどが挙げられる。
【００３２】
例えば、反射型のファラデー回転子は、偏光回転角が４５°になるよう基板の厚さが設定されたガーネット基板の一方の面にＡＲコート、他方の面に反射膜をコーテイングすることにより作成される。
【００３３】
また、反射型の光アイソレータは、例えば、図５に示すように、磁石１０２の上に、全反射ミラー１０３、偏波面が２２．５゜回転されるように厚さが設定されたファラディー回転子１０４、ガラス板１０５及び偏光子１０６，１０７を積層することにより構成される。
尚、偏光子１０６，１０７は、平行ニコル条件が４５°ずれるように構成される。
【００３４】
以上のように構成された光アイソレータにおいて、偏光子１０６を透過した入射光は、ガラス板１０５を透過した後に、ファラデー回転子１０４に入射される。そして、その入射光はファラデー回転子１０４によってその偏波面が２２．５゜回転され、その後、全反射ミラー３によって全反射され、再びファラデー回転子１０４でその偏波面がさらに２２．５゜回転される。従って、この光は全部で４５゜回転され、その後、ガラス板１０５を透過して偏光子１０７に入射するので、この光はこの偏光子１０７を平行ニコルの条件で通過する。
一方、その反射光の内、光学部品の端面で反射されたり光ファイバ内部で散乱されたりして戻って来た戻り光は、再び光アイソレータの偏光子１０７に入射される。偏光子１０７に入射された戻り光は、偏光子１０７の平行ニコル条件を満たす光のみがこれを通過し、光アイソレータ内部に入射されるが、この光は光ファラデー回転子１０４を２回通過することによってさらにその偏波面が４５゜回転される。従って戻り光は偏光子１０６に対して垂直ニコルで入射することとなり、戻り光はカットされてしまう。
以上のようにして、反射型の光アイソレータは構成される。
【００３５】
実施の形態２．
本発明に係る実施の形態２の光モジュールは、図６に示すように、傾斜角θを有する１芯のフェルール５と２芯のフェルール６を用いて、入力側が１ポートで出力側が２ポートの１×２の反射型光学系の光モジュールを構成したものである。
この実施の形態２の光モジュールでは、１芯のフェルール５を用いて入力側の第１光路が構成され、２芯のフェルール６を用いて出力側の２つの第２光路が構成されている。
尚、第１光路と第２光路はそれぞれ実施の形態１と同様に構成される。
【００３６】
また、実施の形態２の光モジュールにおいて、光学機能素子７は、例えば、基板の両側にフィルタ膜を蒸着した反射型波長選択フィルタであり、基板の表面（フェルールに対向する面）には、波長λ１の光を反射する薄膜フィルタ８が形成され、基板の底面には、λ２の光を反射する薄膜フィルタ９が形成されている。
【００３７】
以上のよう構成された実施の形態２の光モジュールにおいて、１芯のフェルールにより構成された第１光路から波長（λ１＋λ２）の光を入射すると、波長λ１の光は基板の表面の薄膜フィルタ８で反射して、２つある第２光路のうちの第１光路に近い方の一方の第２光路に入射される。
また、波長λ２の光は光学機能素子の基板を透過して底面に形成された薄膜フィルタ９で反射されて、２つある第２光路のうちの第１光路から離れた位置にある他方の第２光路に入射される。
【００３８】
実施の形態２の光モジュールでは、このようにして、２つの第２光路を介して波長λ１の光と波長λ２の光を分離して得ることができる。
【００３９】
尚、実施の形態２の光モジュールにおいて、２芯のフェルール６の貫通孔間の間隔ｄ（第２光路間の間隔）は、次の式（９）（１０）で与えられる。
ｄ＝２ｔ・ｔａｎγ・・・（９）
γ＝ｓｉｎ―１｛（ｎ０／ｎ２）・ｓｉｎβ｝・・・（１０）
ここで、ｔは、光学機能素子７の厚さであり、ｎ２は、光学機能素子７の屈折率である。
【００４０】
また、フェルール５及び６の端面の傾斜角度θ、出射角βは、実施の形態１で説明したのと同様な考え方で設定すればよい。
以上のように構成された実施の形態２の光モジュールは、傾斜角度θ、出射角β及び光学素子７の厚さｔを調整することにより各ファイバ間隔Ｄ及びｄを短かくでき、小型の光モジュールが提供できる。
【００４１】
実施の形態３．
本発明に係る実施の形態３の光モジュールは、図７Ａ，図７Ｂに示すように、実施の形態２の光モジュールにおいて、フェルール５とフェルール６とが一体化されてなるフェルール１５を用いて第１光路と第２光路が構成される。尚、第１光路と第２光路の構成、光学機能素子７の構成及びフェルールと光学機能素子７との間隔の設定方法は、実施の形態２と同様であるので、それらの説明は省略する。
【００４２】
実施の形態３では、この一体化されたフェルール１５を用いて構成された１×２の入出射ポートを持った３芯ファイバコリメータ部及び光学機能素子７は、基板１０の上に実装されて、ケース１１内に納められている。
本実施の形態３では、３芯ファイバコリメータ部及び光学機能素子７を基板１０の上に実装するために、基板１０上にＶ溝又は矩形溝などを形成して位置決め、固定するようにしてもよい。
【００４３】
以上のように構成された実施の形態３の光モジュールによれば、実施の形態２の光モジュールと同様、傾斜角度θ、出射角β及び光学素子７の厚さｔを調整することにより各ファイバ間隔Ｄ及びｄを短かくでき、小型の光モジュールが提供できる。
【００４４】
以上のように構成された実施の形態３の光モジュールによれば、３芯のフェルール１５、光学機能素子７、基板１０、その他実装用ケース１０等により構成でき、従来の例えば、特許文献１の構成に比較しても格段に少ない部品点数で反射型光モジュールが構成できる。
【００４５】
以上の実施の形態２及び３では、第１光路から入力された波長（λ１＋λ２）の光を、２つの第２光路の一方から波長λ１の光、他方から波長λ２の光を取り出す分波器を用いて説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、合波器としても利用することが可能である。
たとえば、図６及び図７の光モジュールにおいて、２つの第２光路の一方から波長λ１の光を入射し、他方から波長λ２の光を入射すると、第１光路から波長（λ１＋λ２）の光を取り出すことができる。
【００４６】
また、以上の実施の形態２及び３では、１×２の入出力ポートを有する光モジュールについて説明したが、入力又は出力ポートを３以上で構成することも可能である。
この場合、例えば、光学機能素子７として、３以上の反射型フィルタ膜を有する多層基板を用いればよい。このようにすれば、多分岐フィルタモジュールを構成することができる。
【００４７】
以上の実施の形態１〜３では、いずれも貫通孔を有するフェルールを用いて構成した例について説明したが、本発明では、フェルールに代えて、例えば、貫通孔の代わりにＶ溝を有する基板等のファイバ保持部材を用いて構成してもよい。
【実施例】
【００４８】
実施例として、本発明に係る光モジュール(フェルール型光部品)を実際に試作して、評価を行った。
試作評価した光モジュールは、図７に示した１×２の反射型光モジュールである。
【００４９】
本実施例で使用するファイバは、以下のようにして製作した。
ＧＩファイバ１は、外径１２５μｍコア径１０５μｍのもので、Δ＝０．００２７のものを用いた。その一端をシングルモードファイバ(光ファイバ３)と融着接続した後、ピッチ長Ｐ＝０．０７（Ｚ＝０．３１ｍｍ／ｆ＝１２００μｍ）で切断して、他端を屈折率ｎ１＝１．４８のコアレスファイバと融着接続して、コアレスファイバ長０．３ｍｍの所で切断した。そうした融着接続ファイバを３本用意し、ジルコニアセラミックからなる３芯のフェルール内に装着、接着固定した。３芯フェルールは、長さ８ｍｍ、幅２ｍｍ、高さ２ｍｍで、芯間隔Ｄ＝１８４μｍ、ｄ＝１３０μｍのものである。
【００５０】
その後、端面角度θ＝２０°になるように研磨加工し、ファイバ入出射端(コアレスファイバの端面)にそれぞれ反射防止用のＡＲコートを施した。このようにして、ファイバとレンズが一体化されてなる光路をフェルール１５の貫通孔にそれぞれ作製した。
【００５１】
貫通孔にそれぞれ光路が形成されたフェルール１５を、長さ１０ｍｍ、幅２．５ｍｍ、厚さ１ｍｍのジルコニア製基板１０の上に熱硬化型接着剤により固定実装した。光学機能素子７は、ＢＫ７ガラスからなる屈折率ｎ２＝１．４１、ｔ＝０．５ｍｍ、高さ１ｍｍ幅２ｍｍの基板両側に波長選択フィルタを有するものとし、表面のフィルタ薄膜８で波長１３００ｎｍの光を反射し、波長１５５０ｎｍの光を底面の反射薄膜９により反射するようにした。それをＬ＝０．５ｍｍの距離に３芯フェルール１５と対向して熱硬化型接着剤により固定設置した。この構成により、光学素子７への入射角β＝１０．５°、屈折角γ＝７．５°程度である。
【００５２】
それを長さ、１２ｍｍ、幅５ｍｍ、高さ４ｍｍの金属ケース１１に設置、反射型光モジュールとして構成した。
以上のように構成した光モジュールにおいて、ポート１(第１光路の入射端)から波長λ１＝１３２０ｎｍの光と波長λ２＝１５５４ｎｍの光とを入射したところ、ポート２(２つの第２光路のうちの第１光路に近い側の第２光路の出力ポート)から波長λ１＝１３２０ｎｍの光を、ポート３(２つの第２光路のうちの第１光路から離れた側の第２光路の出力ポート)からは波長λ２＝１５５４ｎｍの光が出力された。
【００５３】
このとき、ポート１からポート２への挿入損失は、０．４６ｄＢであり、反射減衰量は、５３ｄＢであった。また、ポート１からポート３への挿入損失は０．５７ｄＢ、反射減衰量は５１ｄＢであった。
【００５４】
以上より、本発明に係る光モジュールにより、ファイバとレンズを一体化し、ＧＩファイバの長さＰを調整することにより、焦点距離が調整でき、角度Θを調整することで光学距離が調整でき、光学素子７の基板を多層化することにより複合化が容易に可能な小型・集積化可能な反射型光モジュールが実現できることが示された。
【００５５】
また、特許文献１の場合の２芯型の反射型光モジュールサイズにおいて、ファイバ間距離８．１ｍｍ、長さ２５ｍｍ、幅１５ｍｍ、高さ５ｍｍになるのに比較して、本発明に係る実施例の３芯型光モジュールでは、例えば、ファイバ間距離を１８４μｍ及び１３０μｍとでき、その場合のケースは、長さ１２ｍｍ、幅２．５ｍｍ、厚さ４ｍｍとでき、体積で１／８に縮小できる。これにより本発明に係る光モジュールにより反射型光モジュールの大幅な小型・集積化が可能であることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係る実施の形態１の光モジュールの構成を示す模式的な断面図である。
【図２】実施の形態１の光モジュールにおける１つの光路の構成を示す模式的な断面図である。
【図３】ＧＩファイバ内のピッチＰに対する光線追跡を示したイメージ図である。
【図４Ａ】ＧＩファイバのΔ値に対するＧＩファイバのピッチＰと焦点距離の関係を示したグラフである。
【図４Ｂ】ＧＩファイバの構成を模式的に示す断面図である。
【図５】反射型光アイソレータの構成を示す断面図である。
【図６】本発明に係る実施の形態２の光モジュールの構成を示す模式的な断面図である。
【図７Ａ】本発明に係る実施の形態３の光モジュールの構成を示す模式的な断面図である。
【図７Ｂ】本発明に係る実施の形態３の光モジュールの構成を示す模式的な側面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１：ＧＩファイバ、２：コアレスファイバ、３：光ファイバ、４，５，６，１５：フェルール、７：光学機能素子、１０：基板、１１：ケース。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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