(57)【要約】【課題】波長分別特性が良好で、生産効率を下げずに、信号光の波長毎の光結合効率の差を小さくすることが可能な光受信モジュールを提供する。【解決手段】入力した波長多重信号光を収束光として出力する第１のレンズ１２と、収束光の光軸に対して２０°以下の入射角度で配置された入力ＷＳＦ１３と、入力ＷＳＦ１３からの透過光と反射光を波長にしたがってそれぞれの信号光に分離する第１、第２の光デマルチプレクサ２１，２２と、分離された信号光をそれぞれ収束する複数の第２のレンズ３１ａ，３２ａを備え、光ファイバ１１の波長多重信号光出射端１１ａから第１のレンズ１２までの距離は、第１のレンズ１２の光ファイバ側の焦点距離よりも長く設定されており、ビームウエストが、第１のレンズ１２から光路長が最短の第２のレンズの距離と最長の第２のレンズの距離の間の距離にあるように調整されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる波長を有する複数の信号光が多重化された波長多重信号光を、光ファイバを介して受信し、各前記信号光に含まれる複数の信号を抽出する光受信モジュールであって、
前記波長多重信号光を入力光とし、収束光を出力する第１のレンズと、
前記収束光の光軸に対して２０°以下の入射角度で配置され、前記収束光をそれぞれ所定の波長多重信号光を含む透過光と反射光に二分する入力波長選択フィルタと、
該透過光が含む前記信号光が有する波長にしたがって、前記透過光を前記信号光それぞれに分離する第１の光デマルチプレクサと、
該反射光が含む前記信号光が有する波長にしたがって、前記反射光を前記信号光それぞれに分離する第２の光デマルチプレクサと、
前記第１、第２の光デマルチプレクサが分離した前記信号光をそれぞれ集光する複数の第２のレンズを備え、
前記光ファイバの波長多重信号光出射端から前記第１のレンズまでの距離は、該第１のレンズの前記光ファイバ側の焦点距離よりも長く、
前記第１のレンズから前記第２のレンズまでの最も短い光路長と最も長い光路長との間の距離に前記第１レンズが出力する収束光のビームウエストが配置されている光受信モジュール。
【請求項２】
前記第１のレンズと前記第１の光デマルチプレクサまでの光路長は、前記第１のレンズと前記第２の光デマルチプレクサまでの光路長よりも短く、
前記第１の光デマルチプレクサの入力光の光軸と前記第２の光デマルチプレクサの入力光の光軸とが平行である請求項１に記載の光受信モジュール。
【請求項３】
前記第１のレンズから前記第１の光デマルチプレクサの光入射端までの光路長と前記第１のレンズから前記第２の光デマルチプレクサの光入射端までの光路長が等しい請求項１に記載の光受信モジュール。
【請求項４】
前記第１のレンズから出力される前記収束光を反射するプリズムミラーと、前記入力波長選択フィルタからの前記透過光を反射するミラーを備え、
前記入力波長選択フィルタは、前記プリズムミラーで反射した前記収束光を前記透過光と前記反射光に二分し、前記透過光は前記ミラーで反射されて前記第１の光デマルチプレクサに入力され、前記反射光は前記プリズムミラーで再度反射されて前記第２の光デマルチプレクサに入力される請求項３に記載の光受信モジュール。
【請求項５】
前記第１の光デマルチプレクサの入力光の光軸と前記第２の光デマルチプレクサの入力光の光軸とが平行である請求項４に記載の光受信モジュール。
【請求項６】
前記第１の光デマルチプレクサと前記第２の光デマルチプレクサとがハの字状に配置されている請求項４または５に記載の光受信モジュール。
【請求項７】
前記１の光デマルチプレクサと前記第２の光デマルチプレクサとが並列に配置されている請求項１から５のいずれか１に記載の光受信モジュール。
【請求項８】
前記第１の光デマルチプレクサと前記第２の光デマルチプレクサによってそれぞれ分離された信号光の光軸を９０°変更するミラーを備えた請求項１から７のいずれか１に記載の光受信モジュール。
【請求項９】
前記波長多重信号光は８チャンネルの信号光を含み、前記第１の光デマルチプレクサは前記８チャンネルの信号光の長波長側もしくは短波長側の４チャンネルを分別する波長選択フィルタを含み、前記第２の光デマルチプレクサは残余の４チャンネルを分別する波長選択フィルタを含む請求項１から８のいずれか１に記載の光受信モジュール。
【請求項１０】
前記第２のレンズの下流側に、前記第２のレンズが集光した信号光をそれぞれ受光する複数の受光素子を備える請求項１から９のいずれか１に記載の光受信モジュール。
【請求項１１】
前記第２のレンズおよび前記受光素子は、第１の光デマルチプレクサおよび第２の光デマルチプレクサごとに集積化されている請求項１０に記載の光受信モジュール。
【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、互いに異なる波長を有する複数の信号光が多重化された波長多重信号光を受光し、それぞれの信号光に対応する電気信号を出力する光受信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信速度の高速化が進んでおり、光トランシーバ等に用いられる光受信モジュールには４０Ｇｂｐｓや１００Ｇｂｐｓの伝送速度に対応することが求められる。このような高速伝送では、単一波長の信号光ではなく、互いに異なる波長を有する複数の信号光が多重化された波長多重信号光が用いられることが多い。
【０００３】
波長多重信号光を受信する場合、受光素子を１つのみ実装した光受信モジュールを光トランシーバに複数設ける構成では、光トランシーバが大型化してしまうので、小型の光トランシーバでは複数の受光素子を単一の光受信モジュールに実装して、該光受信モジュールにて波長多重信号光を受信することが行われている。
【０００４】
波長多重信号光を受信する光受信モジュールとしては、例えば、特許文献１に開示のものがある。この光受信モジュールは、複数波長の光を有限径の光ファイバの出射端から出射する光出射部と、その光出射部の出射端から出射した光を収束させる収束レンズ部と、収束レンズ部と光反射部との間に配設され、複数波長を２つに分け、その２つに分けた一方の光を第１の波長分離部に入射させ、他方の光を第２の波長分離部に入射させる光分波部と、第１および第２の波長分離部で分波された各光をそれぞれ集光する集光レンズ部と、集光レンズで集光された光をそれぞれ受光する複数の受光素子を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９-１９８９５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された光受信モジュールは、８チャンネルの入力信号光を入力ＷＳＦ（Wavelength Selective Filter：波長選択フィルタ）により短波長側と長波長側の各４チャンネルの信号光に２分し、それぞれ入力ＷＳＦから等距離に置いた４チャンネルの光デマルチプレクサ（Optical De-Multiplexer：O-DeMuxともいう。）によって波長分別している。しかしながら、入力信号光に対する入力ＷＳＦの設置角度が大きな角度に設定されている。すなわち、入力信号光の光軸に対して、反射光の光軸がほぼ９０°となるように、入力ＷＳＦを入力信号光に対してほぼ４５°の入射角度となるように配置している。
【０００７】
ところで、ＷＳFの波長分別特性（フィルタの急峻性）は光の入射角に大きく依存する。ＷＳＦで一般にその波長分別特性が補償されているのは、入射角０°の光信号に対するものである。これは、ＷＳＦが誘電体多層膜から構成されているためであり、入射角が大きくなると波長分別特性が次第に劣化する。また、フィルタの急峻性を向上させるためには、フィルタを構成する誘電体多層膜の膜数を多くする必要があるが、膜数が多くなると、光の透過率が減少し、かつ、ＷＳＦ自体が高価なものとなる。
【０００８】
例えば、波長間隔２０ｎｍを規定するＣＷＤＭ（Coarse Wavelength Division Multiplexing）規格では入射角を２０°以内、好ましくは１５°以内に設定しないと、ＷＳＦで分別された一つの波長帯に隣接波長帯の光も含まれてしまう。例えば、８チャンネルの光信号を短波長側４チャンネル（０〜３チャンネル）と長波長側（４〜７チャンネル）に分別する特許文献１に開示された光受信モジュールでは、短波長側の光信号に長波長側で最も短波長側に存在する第４チャンネルの光信号の一部が、長波長側の光信号に短波長側で最も長波長側に存在する第３チャンネルの光信号の一部が含まれてしまう。
【０００９】
また、光ファイバの光出力端は点光源とみなされず、有限な広がりを有する光源となるため、収束レンズ部の出力光は完全なコリメート光とはならない。そして、各波長の信号光の光路長が異なることから、各収束レンズ部の出力光のビーム径に差が生じるため、各受光素子への集光度が異なり光結合効率の差を生んでしまう。各集光レンズと受光素子をそれぞれアレイ状とすることなく、各チャンネルで別々に調芯することによって、チャンネル間の光結合効率の差を補償することは可能であるが、生産効率の低下を伴うことになる。
【００１０】
８チャンネルの各信号光を受光する受光素子は、光デマルチプレクサを挟んで光デマルチプレクサの光入射側とは反対側に一列に配置されることが好ましい。８チャンネルのプリアンプを集積化したＩＣ（集積回路）を採用する場合、４チャンネル+４チャンネル構成の２つのプリアンプＩＣを採用する場合、あるいは、各チャンネル個別にプリアンプＩＣを備える構成においても、電気回路部は光学部品搭載部とは別にまとめて搭載されることが望ましい。
【００１１】
本発明は、これらの実情に鑑みてなされたものであり、波長多重信号光を受信する光受信モジュールであって、波長分別特性が良好で、生産効率を下げずに、信号光の波長毎の光結合効率の差を小さくすることが可能であり、また、電気回路部をまとめて搭載可能な光受信モジュールを提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様に係る光受信モジュールは、互いに異なる波長を有する複数の信号光が多重化された波長多重信号光を、光ファイバを介して受信し、各前記信号光に含まれる複数の信号を抽出する光受信モジュールであって、前記波長多重信号光を入力光とし、収束光を出力する第１のレンズと、前記収束光の光軸に対して２０°以下の入射角度で配置され、前記収束光をそれぞれ所定の波長多重信号光を含む透過光と反射光に二分する入力波長選択フィルタと、該透過光が含む前記信号光が有する波長にしたがって、前記透過光を前記信号光それぞれに分離する第１の光デマルチプレクサと、該反射光が含む前記信号光が有する波長にしたがって、前記反射光を前記信号光それぞれに分離する第２の光デマルチプレクサと、前記第１、第２の光デマルチプレクサが分離した前記信号光をそれぞれ収束する複数の第２のレンズを備え、前記光ファイバの波長多重信号光出射端から前記第１のレンズまでの距離は、該第１のレンズの前記光ファイバ側の焦点距離よりも長く、前記第１のレンズから前記第２のレンズまでの最も短い光路長と最も長い光路長との間の距離に前記第１レンズが出力する収束光のビームウエストが配置されている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、波長多重信号光を受信する光受信モジュールであって、波長分別特性が良好で、生産効率を下げずに、信号光の波長毎の光結合効率の差を小さくすることが可能であり、また、電気回路部をまとめて搭載可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一態様に係る光受信モジュールを模式的に示した図である。
【図２】従来の光モジュールにおいて、光ファイバの光出力端から出力される光の様子を示す図である。
【図３】レンズの焦点位置で種々のビーム径が得られるコリメートレンズを用いた場合の、光路長とビーム径の関係を示す図である。
【図４】本発明の一態様に係る光モジュールにおいて、光ファイバの光出力端から出力される光の挙動を示す図である。
【図５】本発明の一態様に係る光受信モジュールのビーム径とビームウエストの関係を示す図である。
【図６】本発明の他の一態様に係る光受信モジュールを模式的に示した図である。
【図７】図６に示す光受信モジュールの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら、本発明の光受信モジュールに係る好適な実施形態について説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内ですべての変更が含まれることを意図する。また、以下の説明において、異なる図面においても同じ符号を付した構成は同様のものであるとして、その説明を省略する場合がある。
【００１６】
図１は、本発明の一態様に係る光受信モジュールを模式的に示した図である。光受信モジュール１０は、互いに異なる波長（λ0〜λ7）を有する複数の信号光が多重化された波長多重信号光を受光し、それぞれの信号光に対応する電気信号を出力するものである。この光受信モジュール１０は、シングルモードの外部光ファイバを係合するレセプタクルと、受光素子や光学部品等が収容されるパッケージと、外部回路との電気接続のための端子部とを備えている。
【００１７】
レセプタクル内には、外部光ファイバの先端に付属するフェルールを受納するスリーブが設けられており、外部光ファイバは、スリーブ内に配設したスタブ１１の結合ファイバ（シングルモードファイバ）１１ａと光結合する。レセプタクルは、結合ファイバ１１ａの出力端が出射する光信号を準コリメート光に変換する第１のレンズ１２を内蔵している。第１のレンズ１２は、結合ファイバ１１ａの光出力端から第１のレンズ１２までの距離と、第１のレンズ１２の焦点距離とを一致させたときにコリメート光を出力するコリメートレンズである。
【００１８】
ただし、第１のレンズ１２は、後述するように、結合ファイバ１１ａの光出力端と第１のレンズ１２までの距離と、第１のレンズ１２の焦点距離とを一致させた状態では用いられず、結合ファイバ１１ａの出力端から第１のレンズ１２までの距離が第１のレンズ１２の焦点距離より長く配置されている。その結果、第１のレンズ１２の出力光は収束光となる。第１のレンズ１２の出力光は、図示しない光学窓を経てパッケージ内に導かれる。
【００１９】
パッケージは、第１のレンズ１２が出射した収束光を、それぞれ所定の波長の信号光からなる波長多重信号光を含む透過光と反射光に二分する入力波長選択フィルタ（以下、「入力ＷＳＦ」という。）１３を搭載する。具体的には、入力ＷＳＦ１３は短波長側４チャンネル（チャンネル０〜チャンネル３）の信号光（波長λ1〜λ4）を透過し、長波長側４チャンネル（チャンネル４〜チャンネル７）の信号光を（波長λ5〜λ8）反射する。なお、チャンネルは図１に示したレーン（Lane）と同義で用いている。そして、入力ＷＳＦ１３は第１のレンズ１２が出射した収束光に対して、入射角が２０°以内、好ましくは、１５°以内の角度に配置される。これによって、入力ＷＳＦ１３の波長分別特性の劣化を抑えており、短波長側４チャンネルと長波長側４チャンネルのそれぞれの信号光とは、互いに混じり合うことがない。
【００２０】
入力ＷＳＦ１３を透過した透過信号光（波長λ1〜λ4）は、そのまま第１の光デマルチプレクサ（以下、「Ｏ−ＤｅＭａｘ」という。）２１に入射する。また、入力ＷＳＦ１３を反射した反射信号光（波長λ5〜λ8）は、ミラー１４およびミラー１５によって、その光軸が透過信号光の光軸と平行に変換された後、第２のＯ−ＤｅＭａｘ２２に入射する。第１のＯ−ＤｅＭａｘ２１は、１つの入力ポート２１ａと、波長多重数に応じた数の波長選択フィルタ２１ｂおよび出力ポート２１ｃと、反射膜２１ｄを一体化したものであり、同様に、第２のＯ−ＤｅＭａｘ２２は、１つの入力ポート２２ａと、波長多重数に応じた数の波長選択フィルタ２２ｂおよび出力ポート２２ｃと、反射膜２２ｄを一体化したものである。本実施形態は、第１のＯ−ＤｅＭａｘ２１と第２のＯ−ＤｅＭａｘ２２を並列に配置している。そして、このような配置が、後述する受光素子や受光素子からのからの信号を増幅するプリアンプ回路等の電気回路部を光受信モジュール１０の一辺側にまとめて搭載することを可能にする。
【００２１】
入力ＷＳＦ１３を透過した互いに異なる複数の波長（λ1〜λ4）の信号光を含む波長多重信号光が、第１のＯ−ＤｅＭａｘ２１の入力ポート２１ａに入力すると、１番目の波長選択フィルタ２１ｂが、第１の波長λ1の信号光のみを出力ポート２１ｃから透過し、その他の波長の信号光（λ2、λ3、λ4）を反射する。この反射した信号光は、波長選択フィルタ２１ｂを備える面に対向する面（入力ポート２１ａが形成されている面）に設けた反射膜２１ｄにより全反射し、２番目の波長選択フィルタ２１ｂに入射する。２番目の波長選択フィルタ２１ｂに入射した信号光は、当該波長選択フィルタ２１ｂが、第２の波長λ2の信号光のみを透過し、この第２の波長λ2の信号光は出力ポート２１ｃに向かい、その他の波長の信号光（λ3、λ4）は反射され再び反射膜２１ｄに向かう。以下、同様に透過と反射を繰り返して、出力ポート２１ｃそれぞれから一の波長の信号光のみが出力される。出力ポート２１ｃが出力した信号光は、レンズアレイ３１のそれぞれの第２のレンズ３１ａを経て、ＰＤ（Photo Diode）アレイ４１のＰＤ４１ａで受光される。
【００２２】
入力ＷＳＦ１３を反射した互いに異なる複数の波長（λ5〜λ8）の信号光を含む波長多重信号光は、第２のＯ−ＤｅＭａｘ２２の入力ポート２２ａに入力し、第１のＯ−ＤｅＭａｘ２１と同様に、第２のＯ−ＤｅＭａｘ２２により分別され、出力ポート２２ｃそれぞれから一の波長の信号光のみが出力する。出力ポート２２ｃが出力した複数の信号光は、レンズアレイ３２のそれぞれの第２のレンズ３２ａを経て、ＰＤアレイ４２のＰＤ４２ａで受光される。なお、第２のレンズ３１ａおよび第２のレンズ３２ａは集光レンズであり、ＰＤ４１ａ、ＰＤ４２ａは本発明の「受光素子」の一例である。第２のレンズ３１ａ，３２ａおよびＰＤ４１ａ，４２ａは、それぞれの第１および第２のＯ−ＤｅＭａｘ２１，２２ごとに集積化されていてもよい。集積化によって、光受信モジュールを小型化することが可能となる。
【００２３】
以上のように、入力ＷＳＦ１３を透過した信号光および反射した信号光は、それぞれ第１のＯ−ＤｅＭａｘ２１および第２のＯ−ＤｅＭａｘ２２によって、チャンネルごとの信号光に物理的に分離される。しかし、図１に示した光学系から明らかな様に、第１のレンズ１２から第１のＯ−ＤｅＭａｘ２１および第２のＯ−ＤｅＭａｘ２２までの光路長は、第２のＯ−ＤｅＭａｘ２２についての光路長が第１のＯ−ＤｅＭａｘ２１についての光路長よりも、その光軸の平行移動に要する距離だけ長い。また、第１のＯ−ＤｅＭａｘ２１および第２のＯ−ＤｅＭａｘ２２のそれぞれの入力ポート２１ａ、２２ａから、出力ポート２１ｃ、２２ｃまでの光路長についてもそれぞれのレーン（チャンネル）で異なる。図１で示した光学系では、第１のレンズ１２から第２のレンズ３１ａ、３２ａまでの光路長は、レーン（Lane）０が最も短く、レーン７が最も長い。
【００２４】
このようにレーン間で光路長が異なるため、従来の光モジュールでは、第１のレンズ１２の焦点と結合ファイバ１１ａの光出力端を一致させ、第１のレンズ１２をいわゆるコリメートレンズとして機能させ、同時に第２のレンズ３１ａ，３２ａを集光レンズとすることで、第１のレンズ１２〜第２のレンズ３１ａ，３２ａ間でのレーン間の距離の相違を補償していた。
【００２５】
しかし、第１のレンズ１２の焦点と結合ファイバ１１ａの光出力端とを一致させて第１のレンズ１２からの出力光が完全なコリメート光となるのは、結合ファイバ１１ａの光出力端が理想的な点光源とみなせる場合のみである。実際は、上記光出力端は有限な広がりを有する。
【００２６】
図２は、従来の光モジュールにおいて実際の結合ファイバ１１ａの光出力端から出力される光の様子を示す図である。上述の通り、実際の結合ファイバ１１ａの光出力端は有限な広がりを有する光源とみなされ、このような光出力端から第１のレンズ１２までの距離Ｌ１と、第１のレンズ１２の焦点距離Ｌｆとを一致させて配置すると、図示するように、第１のレンズ１２からの出力光は第１のレンズ１２の近傍ではコリメート光に近いフィールドパターンが得られる。しかし、第１のレンズ１２から離れるに従い、拡散するフィールドパターンしか得られない。つまり、光路長が短いレーン０ではコリメート光に近いフィールドパターンが得られるが、光路長が長いレーン７等では拡散するフィールドパターンしか得られないことになる。
【００２７】
図３は、レンズの焦点位置で種々のビーム径が得られるコリメートレンズを用いた場合の、光路長とビーム径の関係を示す図であり、第１のレンズ１２の焦点距離の位置で２００〜５００μｍのビーム径が得られるコリメートレンズを採用した場合、その焦点距離から横軸に相当する距離だけ離れた点におけるビーム径を、光源についてガウシアンビーム仮定して見積もったものである。例えば、２００μｍについては、横軸０ｍｍの位置が焦点であり、そこで２００μｍのビーム径が得られるものの、距離が離れるに従いその径は大きくなってしまう。５００μｍについては、０ｍｍが焦点であり、距離を大きくしてもビームの拡がりは抑えられている。この挙動から、ビーム径を大きくすればその拡がりは抑えられる。しかしながら、ビーム径の大きな光を得るためには、レンズの焦点距離を大きくし、レンズ径を大きくする必要がある。さらに、Ｏ−ＤｅＭａｘや集光レンズについても、ビーム径の大きな光に対応するために大型化する必要があり、光受信モジュール全体の大型化とコスト高を招くことになる。
【００２８】
そして、実際の光学系、特に、第１のＯ−ＤｅＭａｘ２１および第２のＯ−ＤｅＭａｘ２２では、それぞれ４つの波長選択フィルタ−（ＷＳＦ）２１ｂ,２２ｂが近接配置されており、隣接するＷＳＦとの干渉を避けるには、入射光のビーム径を３００μｍ以下に設定することが必要である。図３において、Ｌｎは各レーンについてのＭＬＡ（Micro Lens Array）位置までの光路長として、第１のレンズ１２の焦点から第２のレンズ３１ａまたは３２ａまでの距離の概算を示しており、第１のＯ−ＤｅＭａｘ２１と第２のＯ−ＤｅＭａｘ２２とでは等価のレーン（例えば、Ｌ０とＬ４、Ｌ１とＬ５）につき、約１０ｍｍの光路差が存在する。このように、初期ビーム径３００μｍの条件では、ビーム径は距離に対して単調に増加するため、いずれのレーンにおいて３００μｍの規定を満足していない。
【００２９】
そこで、本実施形態では、第１および第２の２つのＯ−ＤｅＭａｘ（各４チャンネル）２１，２２を並列配置した光学系で、結合ファイバ１１ａの光出力端と第１のレンズ１２の配置を調整し、第１のレンズ１２から第２のレンズ３１ａ，３２ａまでの最も短い光路長の距離と最も遠い光路長の距離との中間にビームウエストを位置させる。
【００３０】
図４は、本発明の一態様に係る光モジュールにおいて、光ファイバの光出力端から出力される光の挙動を示す。光受信モジュール１０では、結合ファイバ１１ａの光出力端から第１のレンズ１２までの距離Ｌを第１のレンズ１２の焦点距離Ｌｆより大きくし、第１のレンズ１２の出力光をコリメート光ではなく準コリメート光に変換している。
【００３１】
ここで、結合ファイバ１１ａの光出力端から第１のレンズ１２までの距離Ｌが第１のレンズ１２の焦点距離Ｌｆより大きいため、第１のレンズ１２からの出力光は収束光となるが、そのビームウエスト位置を、図４に示すように、光路長が最短のレーン０（Ｌ０）と最長のレーン７（Ｌ７）との間の距離に設定する。より詳細には、本実施形態では、レーン１の光路長の距離（Ｌ０）とレーン２の光路長の距離（Ｌ２）との間の距離、あるいはレーン４の光路長の距離（Ｌ４）とレーン５の光路長の距離（Ｌ５）との間の距離に設定する。これにより、光受信モジュール１０では、第２のレンズ３１ａ，３２ａに投影されるビーム径のレーン間の差が非常に小さくなる。
【００３２】
図５は、本発明の一態様に係る光受信モジュールのビーム径とビームウエストの関係を示す図である。図５に示すように、第１のレンズ１２から出た信号光は、コリメート光ではなく収束光となるため、光路長が最も近い第２のレンズ３１ａまでの距離（Ｌ０）と最も遠い第２のレンズ４２ａまでの距離（Ｌ７）との中間にビームウエストが存在する。また、第１のレンズから光路長が最短（Ｌ０）の第２のレンズ３１ａにおける信号光のビーム径と光路長が最長（Ｌ７）の第２のレンズ３２ａにおける信号光のビーム径とが所定の大きさである３００μｍ以内の大きさとすることができる。これによって、すべてのレーンにおいて、第２のレンズ３１ａ，３２ａにおけるビーム径は所定の大きさである３００μｍ以内の大きさとすることができる。
【００３３】
上記の実施形態では、第１のＯ−ＤｅＭａｘ２１と第２のＯ−ＤｅＭａｘ２２とでは等価のレーンにつき、約１０ｍｍの光路差が存在した。しかしながら、入力ＷＳＦ１３を透過した透過信号光をさらに２つの反射ミラーによって反射した後、第１のＯ−ＤｅＭａｘ２１に入力し、入力ＷＳＦ１３から第１のＯ−ＤｅＭａｘ２１の入力ポート２１ａまでの光路長と入力ＷＳＦ１３から第２のＯ−ＤｅＭａｘ２２の入力ポート２２ａまでの光路長とを等しくしてもよい。これによって、第１のレンズ１２から第１のＯ−ＤｅＭａｘ２１の入力ポート２１ａまでの光路長と第１のレンズ１２から第２のＯ−ＤｅＭａｘ２２の入力ポート２２ａまでの光路長とが等しくなり、結合ファイバ１１ａの光出力端から第１のレンズ１２までの距離Ｌの調整が、１つのＯ−ＤｅＭａｘを用いた場合と同様にできるため、調整作業を軽減することができる。
【００３４】
図６は、本発明の他の一態様に係る光受信モジュールを模式的に示した図であり、図７は、図６に示す光受信モジュールの斜視図である。図６、図７に示す光受信モジュールは、８波多重光の光受信モジュールであり、第１のレンズ１２から第１のＯ−ＤｅＭａｘの入力ポートまでの光路長と第１のレンズ１２から第２のＯ−ＤｅＭａｘの入力ポートまでの光路長とを等しくした例を示すものである。なお、図６、図７では、光ファイバ、第２のレンズ（レンズアレイ）および受光素子（ＰＤアレイ）は省略している。
【００３５】
光受信モジュールのパッケージは、プリズムミラー１６、入力ＷＳＦ１７、ミラー１８、第１のＯ−ＤｅＭａｘ２３、第２のＯ−ＤｅＭａｘ２４、および、ミラー２５を搭載する。プリズムミラー１６は、断面の頂角θが９０°より大きい二等辺三角形状をしており、第１のレンズ１２からの収束光を一方の等辺で反射させて光軸を変更後、入力ＷＳＦ１７に入射させる。入力ＷＳＦ１７は短波長側４チャンネルの信号光（波長λ1〜λ4）を透過し、長波長側４チャンネルの信号光（波長λ5〜λ8）を反射する。プリズムミラー１６の底辺と入力ＷＳＦ１７の入射面は、第１のレンズ１２の光軸と略平行となるように配置され、プリズムミラー１６の頂角θは、入力ＷＳＦ１７の収束光の入射角が、２０°以内、好ましくは、１５°以内の角度となるように設定される。
【００３６】
入力ＷＳＦ１７を透過した透過信号光（波長λ1〜λ4）は、ミラー１８によって、その光軸が第１のレンズ１２の光軸と平行になるよう変換された後、第１のＯ−ＤｅＭａｘ２３に入射する。また、入力ＷＳＦ１７を反射した反射信号光（波長λ5〜λ8）は、再度プリズムミラー１６の他方の等辺で反射し、その光軸が第１のレンズ１２の光軸と平行になるよう変換された後、第２のＯ−ＤｅＭａｘ２２に入射する。これにより、第１のＯ−ＤｅＭａｘ２３に入射する短波長側の透過信号光（波長λ1〜λ4）の光軸と第２のＯ−ＤｅＭａｘ２４に入射する長波長側の反射信号光（波長λ5〜λ8）の光軸とが平行になる。
【００３７】
また、第１のＯ−ＤｅＭａｘ２３に入射する短波長側の透過信号光（波長λ1〜λ4）の光軸と第２のＯ−ＤｅＭａｘ２４に入射する長波長側の透過信号光（波長λ5〜λ8）の光軸と平行に保った状態で、例えば、プリズムミラー１６を図６の紙面上下方向に移動することによって、入力ＷＳＦ１７に対するから第１のＯ−ＤｅＭａｘ２３の光入射端までの光路長を変更することが可能である。これにより、第１のレンズ１２から第１のＯ−ＤｅＭａｘの光入射端までの光路長と前記第１のレンズから前記第２のＯ−ＤｅＭａｘの光入射端までの光路長とを等しくすることができ、図示しない結合ファイバの光出力端から第１のレンズ１２までの距離Ｌの調整が、１つのＯ−ＤｅＭａｘを用いた場合と同様にできるため、調整作業を軽減することができる。
【００３８】
第１のＯ−ＤｅＭａｘ２３は、１つの入力ポート２３ａと、波長多重数に応じた数の波長選択フィルタ２３ｂおよび出力ポート２３ｃと、反射膜２３ｄを一体化したものであり、図１に示す第１のＯ−ＤｅＭａｘ２１と同様の構成と機能を有する。また、同様に、第２のＯ−ＤｅＭａｘ２４は、１つの入力ポート２４ａと、波長多重数に応じた数の波長選択フィルタ２４ｂおよび出力ポート２４ｃと、反射膜２４ｄを一体化したものであり、図１に示す第２のＯ−ＤｅＭａｘ２２と同様の構成と機能を有する。
【００３９】
本実施形態では、第１のＯ−ＤｅＭａｘ２３と第２のＯ−ＤｅＭａｘ２４はハの字状に配置している。そして、第１のＯ−ＤｅＭａｘ２３の入力ポート２３ａと第２のＯ−ＤｅＭａｘ２４の入力ポート２４ａとがパッケージの外側に位置するように配置している。そのため、第１のＯ−ＤｅＭａｘ２３によって分離され出力された信号光と、第２のＯ−ＤｅＭａｘ２４によって分離され出力された信号光が、λ5が最も長波長となり、λ1が最も短波長となる並びになるように、波長選択フィルタ２３ｂおよび２４ｂを並べる。このように第１のＯ−ＤｅＭａｘ２３と第２のＯ−ＤｅＭａｘ２４をハの字状に配置することによって、第１のレンズ１２から第１のＯ−ＤｅＭａｘの光入射端までの光路長と前記第１のレンズから前記第２のＯ−ＤｅＭａｘの光入射端までの光路長とを等しく設定しつつ、パッケージを小型化することができる。
【００４０】
なお、第１のＯ−ＤｅＭａｘ２３の入力ポート２３ａと第２のＯ−ＤｅＭａｘ２４の入力ポート２４ａとがパッケージの外側に位置するように配置する代わりに、第１のＯ−ＤｅＭａｘ２３の入力ポート２３ａが第２のＯ−ＤｅＭａｘ２４の入力ポート２４ａと同じ側に位置するように配置し、第１のＯ−ＤｅＭａｘ２３と第２のＯ−ＤｅＭａｘ２４とが並列するように配置してもよい。
【００４１】
本実施形態では、第１のＯ−ＤｅＭａｘ２３によって分離され出力された信号光（波長λ1〜λ4）と第２のＯ−ＤｅＭａｘ２４によって分離され出力された信号光（波長λ5〜λ8）は、図７に示すように、ミラー２５によって、それぞれの光軸が水平方向から垂直方向に９０°変更される。ミラー２５としては直角二等辺三角形のプリズムミラーを用いることができる。そして、図示しない第２のレンズであるレンズアレイによって垂直方向に光軸が変更された信号光を集光し、図示しない受光素子を有するＰＤアレイに出力する。このように、第１のＯ−ＤｅＭａｘ２３と第２のＯ−ＤｅＭａｘ２４からの信号光の光軸を垂直方向に９０°変更することによって、レンズアレイ、ＰＤアレイ、および、ＰＤアレイの後段に接続された光受信用前置増幅器などの回路構成部品を立体的に配置することができ、パッケージを小型化することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１０…光受信モジュール、１１…スタブ、１１ａ…結合ファイバ、１２…第１のレンズ、１３、１７…ＷＳＦ、１４、１５、１８、２５…ミラー、１６…プリズムミラー、２１、２３…第１のＯ−ＤｅＭａｘ、２１ａ，２２ａ、２３ａ，２４ａ…入力ポート、２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ、２４ｂ…波長選択フィルタ、２１ｃ、２２ｃ、２３ｃ、２４ｃ…出力ポート、２１ｄ、２２ｄ、２３ｄ、２４ｄ…反射膜、２２、２４…第２のＯ−ＤｅＭａｘ、３１，３２…レンズアレイ、３１ａ,３２ａ…第２のレンズ、４１,４２…ＰＤアレイ、４１ａ，４２ａ…ＰＤ。
【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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