(57)【要約】【課題】本開示は、ファイバアレイのピッチで入射された光線をＰＤアレイのピッチに整合させることを目的とする。【解決手段】本開示は、第１のピッチｐｉで配列された複数のレンズから入出力面７８Ａに入射された入射光Ｂ７１Ａを透過して第２の入出力面７８Ｂから出射し、入出力面７８Ａに対して入出力面７８Ｂが傾斜していることで入出力面７８Ａから入出力面７８Ｂまでの光路長をレンズごとに異ならせ、入出力面７８Ｂから第１のピッチｐｉとは異なる第２のピッチｐｏで出射するウェッジ板７８と、平行な複数の貫通孔７１が第２のピッチｐｏで形成され、入出力面７８に固着されているスペーサ７７と、を備えるピッチ変換部品７である。【選択図】図１
2018036636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定平面内に第１のピッチで配列された複数のレンズから前記平面に垂直で且つ第１のピッチ方向に平行な第１の入出力面に入射された各入射光を透過して前記複数のレンズの光軸と平行な光路で前記平面に垂直な第２の入出力面から出射し、前記第１の入出力面に対して前記第２の入出力面が傾斜していることで前記第１の入出力面から前記第２の入出力面までの光路長を前記レンズごとに異ならせ、前記第２の入出力面から前記第１のピッチとは異なる第２のピッチで出射するウェッジ板と、
前記レンズの光軸に平行な複数の貫通孔が前記第２のピッチで形成され、前記第２の入出力面に固着されているスペーサと、
を備えるピッチ変換部品。
【請求項２】
所定平面内に第１のピッチで配列された複数のレンズから前記平面に垂直な第１の入出力面に入射された各入射光を前記複数のレンズの光軸と平行な光路で前記平面に垂直で且つ第１のピッチ方向に平行な第２の入出力面から出射し、前記第２の入出力面に対して前記第１の入出力面が傾斜していることで前記第１の入出力面から前記第２の入出力面までの光路長を前記レンズごとに異ならせ、前記第２の入出力面から前記第１のピッチとは異なる第２のピッチで出射するウェッジ板と、
前記複数のレンズから前記第１の入出力面に入射される光の光路上に複数の貫通孔が前記第１のピッチで形成され、前記第１の入出力面に固着されているスペーサと、
を備えるピッチ変換部品。
【請求項３】
前記スペーサは、予め定められた波長の光を吸収する組成を有する、
請求項１又は２に記載のピッチ変換部品。
【請求項４】
前記複数の貫通孔内に、ＧＲＩＮレンズがそれぞれ配置されている、
請求項１から３のいずれかに記載のピッチ変換部品。
【請求項５】
前記複数のレンズから前記第１のピッチで前記第１の入出力面に入射された各入射光を、前記複数のレンズの光軸と平行でありかつ前記第２のピッチの光路で前記第２の入出力面から出射し、前記第２の入出力面から出射された各光を、前記ＧＲＩＮレンズで定められる点に集光する請求項４に記載のピッチ変換部品と、
１つの前記レンズに対して２本の光ファイバを有し、各光ファイバの長手方向の中心軸が前記所定平面内に並列に配置されているファイバアレイと、
前記２本の光ファイバごとに１つの前記レンズを有し、各々の前記レンズが前記２本の光ファイバからの光を前記レンズごとに定められた反射面の一点に集光する第１レンズアレイと、
各々の前記レンズの前記反射面を形成し、前記第１レンズアレイを透過した透過光の一部を透過し、前記透過光の一部を反射する反射部と、
を備えるファイバアレイモジュール。
【請求項６】
請求項５に記載のファイバアレイモジュールと、
前記集光点に配置され、前記ピッチ変換部品で集光された各光を受光する受光素子アレイと、
を備える受光モジュール。
【請求項７】
前記複数のレンズから前記第１のピッチで前記第１の入出力面に入射された各入射光を、前記複数のレンズの光軸と平行でありかつ前記第２のピッチの光路で前記第２の入出力面から出射する、請求項１から４のいずれかに記載のピッチ変換部品と、
１つの前記レンズに対して２本の光ファイバを有し、各光ファイバの長手方向の中心軸が前記所定平面内に並列に配置されているファイバアレイと、
前記２本の光ファイバごとに１つの前記レンズを有し、各々の前記レンズが前記２本の光ファイバからの光を前記レンズごとに定められた反射面の一点に集光する第１レンズアレイと、
各々の前記レンズの前記反射面を形成し、前記第１レンズアレイを透過した透過光の一部を透過し、前記透過光の一部を反射する反射部と、
前記ピッチ変換部品の前記第２の入出力面から前記第２のピッチで出射された各光を、前記第２のピッチで並ぶ集光点に集光する第２レンズアレイと、
を備えるファイバアレイモジュール。
【請求項８】
請求項７に記載のファイバアレイモジュールと、
前記第２のピッチの前記集光点に配置され、前記第２レンズアレイで集光された各光を受光する受光素子アレイと、
を備える受光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ピッチ変換部品及びこれを備えるファイバアレイモジュール及び受光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）伝送用の受光モジュールが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１の受光モジュールは、ファイバアレイから射出されたビームをレンズアレイでコリメートし、ビームの一部をＰＤ（Ｐｈｏｔｏ  ｄｉｏｄｅ）アレイで受光する。また、特許文献１の受光モジュールは、伝送路中の光をモニタするために、レンズアレイでコリメートされたビームの一部をビームスプリッタバーでレンズアレイに反射し、光ファイバアレイへ戻す。
【０００３】
特許文献１のようなアレイ化モジュールで問題となるのが、アレイピッチである。アレイピッチの値として最も広く採用されている数値は２５０μｍである。これは、汎用の通信用光ファイバのクラッド径の値である１２５μｍと、いわゆるファイバ素線といわれている最細の被覆外被まで含めた外径の値である２５０μｍに起因する。光ファイバアレイ、半導体レーザ、フォトダイオード、光アイソレータ等、主要な光デバイスの構成要素は、２５０μｍ、あるいはその倍数の５００μｍピッチのアレイ規模が最も採用されてきた。
【０００４】
しかし、受光モジュールや送信モジュールなどのＷＤＭ伝送用の各種モジュールにおいては、さらなる集積化、小型化が求められている。そこで問題になるのは、光ファイバのアレイピッチである。例えば、２５０μｍピッチ以下の汎用光ファイバアレイのピッチは２５０μｍの丁度半分の１２５μｍではなく、１２７μｍとなる（例えば、特許文献２参照。）。これは、光ファイバのクラッド外径は１２５μｍであり、理論上は１２５μｍで整列させることも可能であるが、その場合には隣接ファイバが接触することになり、接触痕からヒビ割れや折損が発生してしまう場合があるためである。そのため、アレイピッチを１２７μｍとして隣接２μｍの間隙を設けて故障発生を防止している。このような仕様に至ったのも、幾多の厳しい信頼性試験と、長年の使用実績によるものであり、それを１２５μｍに変えるのはほぼ不可能である。
【０００５】
ところで、１２７μｍピッチアレイファイバは、特許文献２に記載されているように、２本の２５０μｍピッチテープファイバを上下入れ子に整列させたものであり、隣接ファイバ同士は上下テープファイバに振り分けられた構成となっている。すると隣接ファイバ同士からなるファイバペアで入出力１対となるような反射型構成、例えば特許文献１に記載の受光モジュールに適用すれば、入出力がテープファイバ単位に別れることとなり、実装性に優れたモジュールを提供できる。しかし、１２７μｍピッチファイバアレイでは、入出力ペアファイバとしては、２５４μｍピッチとなり、汎用２５０μｍＰＤアレイとはピッチが合わないことになり、ＰＤアレイを特別に２５４μｍピッチで用意しなければならない問題に直面していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９‐９３１３１号公報
【特許文献２】特開１９９５‐２３００２１号公報
【特許文献３】特開平３−１３１８０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本開示は、ファイバアレイから射出されたビームをレンズアレイでコリメートして送受信するモジュールにおいて、ファイバアレイのピッチで入射された光線をＰＤアレイのピッチに整合させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
具体的には、本開示のピッチ変換部品は、
所定平面内に第１のピッチで配列された複数のレンズから前記平面に垂直で且つ第１のピッチ方向に平行な第１の入出力面に入射された各入射光を透過して前記複数のレンズの光軸と平行な光路で前記平面に垂直な第２の入出力面から出射し、前記第１の入出力面に対して前記第２の入出力面が傾斜していることで前記第１の入出力面から前記第２の入出力面までの光路長を前記レンズごとに異ならせ、前記第２の入出力面から前記第１のピッチとは異なる第２のピッチで出射するウェッジ板と、
前記レンズの光軸に平行な複数の貫通孔が前記第２のピッチで形成され、前記第２の入出力面に固着されているスペーサと、
を備える。
【０００９】
具体的には、本開示のピッチ変換部品は、
所定平面内に第１のピッチで配列された複数のレンズから前記平面に垂直な第１の入出力面に入射された各入射光を前記複数のレンズの光軸と平行な光路で前記平面に垂直で且つ第１のピッチ方向に平行な第２の入出力面から出射し、前記第２の入出力面に対して前記第１の入出力面が傾斜していることで前記第１の入出力面から前記第２の入出力面までの光路長を前記レンズごとに異ならせ、前記第２の入出力面から前記第１のピッチとは異なる第２のピッチで出射するウェッジ板と、
前記複数のレンズから前記第１の入出力面に入射される光の光路上に複数の貫通孔が前記第１のピッチで形成され、前記第１の入出力面に固着されているスペーサと、
を備える。
【００１０】
本開示に係るピッチ変換部品では、前記スペーサは、予め定められた波長の光を吸収する組成を有していてもよい。
【００１１】
本開示に係るピッチ変換部品では、前記複数の貫通孔内に、ＧＲＩＮレンズがそれぞれ配置されていてもよい。
【００１２】
具体的には、本開示に係るファイバアレイモジュールは、
前記複数のレンズから前記第１のピッチで前記第１の入出力面に入射された各入射光を、前記複数のレンズの光軸と平行でありかつ前記第２のピッチの光路で前記第２の入出力面から出射する、本開示に係るピッチ変換部品と、
１つの前記レンズに対して２本の光ファイバを有し、各光ファイバの長手方向の中心軸が前記所定平面内に並列に配置されているファイバアレイと、
前記２本の光ファイバごとに１つの前記レンズを有し、各々の前記レンズが前記２本の光ファイバからの光を前記レンズごとに定められた反射面の一点に集光する第１レンズアレイと、
各々の前記レンズの前記反射面を形成し、前記第１レンズアレイを透過した透過光の一部を透過し、前記透過光の一部を反射する反射部と、
前記ピッチ変換部品の前記第２の入出力面から前記第２のピッチで出射された各光を、前記第２のピッチで並ぶ集光点に集光する第２レンズアレイと、
を備える。
ここで、前記貫通孔にＧＲＩＮレンズを配置し、前記第２レンズアレイを省略してもよい。この場合、前記ピッチ変換部品は、ＧＲＩＮレンズで定められた集光点に集光する。
【００１３】
具体的には、本開示に係る受光モジュールは、
本開示に係るファイバアレイモジュールと、受光素子アレイと、
を備える。
【００１４】
なお、上記各開示は、可能な限り組み合わせることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本開示によれば、ファイバアレイから射出されたビームをレンズアレイでコリメートして送受信するモジュールにおいて、ファイバアレイのピッチで入射された光線をＰＤアレイのピッチに整合させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本開示の第１の実施形態に係るピッチ変換部品の一例を示す。
【図２】本開示の第１の実施形態に係るピッチ変換部品の一例の拡大図を示す。
【図３】本開示における入射角φとピッチ変換率の関係を示す図である。
【図４】本開示の第２の実施形態に係るピッチ変換部品の一例を示す。
【図５】本開示の第２の実施形態に係るピッチ変換部品の一例の拡大図を示す。
【図６】本開示の第３の実施形態に係るファイバアレイモジュールの一例を示す図である。
【図７】本開示の第３の実施形態に係る受光モジュールの一例を示す図である。
【図８】本開示の第４の実施形態に係るファイバアレイモジュールの一例を示す図である。
【図９】本開示の第４の実施形態に係る受光モジュールの一例を示す図である。
【図１０】本開示の第５の実施形態に係るファイバアレイモジュールの一例を示す図である。
【図１１】本開示の第５の実施形態に係る受光モジュールの一例を示す図である。
【図１２】本開示の第６の実施形態におけるファイバアレイのｚ方向からみた接続面の一例を示す。
【図１３】本開示の第６の実施形態における受光モジュールのｘ方向からみた構成の一例を示す。
【図１４】本開示の第６の実施形態における受光モジュールのｘ方向からみた構成の別例を示す。
【図１５】第３の実施形態に係るファイバアレイとレンズアレイの拡大図の一例を示す。
【図１６】第３の実施形態に係る受光モジュールの他の一例を示す。
【図１７】第４の実施形態に係る受光モジュールの他の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本開示は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本開示は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００１８】
まず本開示のピッチ変換部品のピッチ変換機能について述べる。
（第１の実施形態）
図１に、本実施形態に係るピッチ変換部品の一例を示す。本実施形態に係るピッチ変換部品７は、ウェッジ板７８と、スペーサ７７と、光吸収板７９と、を備える。ウェッジ板７８は、入出力面７８Ａに入射されたレンズアレイからの各入射光Ｂ７１Ａを透過し、入出力面７８Ｂから出射する。スペーサ７７は入出力面７８Ｂに固着されており、入出力面７８Ａに入射した入射光Ｂ７１Ａは入出力面７８Ｂで屈折してスペーサ７７に出射される。
【００１９】
レンズアレイに備わる各レンズの光軸は、ｚ軸方向であり、ｘｚ面と平行な平面ＰＣ内にｘ方向ピッチｐｉで配列される。入出力面７８Ａは、平面ＰＣに垂直であり且つピッチｐｉ方向に平行である。入出力面７８Ａに対して入出力面７８Ｂは角度φｗで傾斜している。このため、レンズアレイから出射された光が入射光Ｂ７１Ａとして入出力面７８Ａに入射された場合、入出力面７８Ａから入出力面７８Ｂまでの光路長はレンズアレイに備わるレンズごとに異なる。
【００２０】
スペーサ７７には、レンズアレイに備わる各レンズの光軸に平行な複数の貫通孔７１がｘ方向ピッチｐｏで形成されている。ｘ方向ピッチｐｏは、ｘ方向ピッチｐｉとは異なる任意の間隔であり、例えば、受光素子アレイ８に備わる受光素子８１の間隔である。入出力面７８Ｂに到達した入射光Ｂ７１Ａは、レンズアレイに備わる各レンズの光軸と平行な方向に屈折し、貫通孔７１を進む。これにより、本実施形態に係るピッチ変換部品７は、レンズアレイのピッチｐｉで入射された光線を受光素子８１のピッチｐｏに整合させることができる。
【００２１】
図２に、本実施形態の部分拡大図の一例を示す。光軸をｚ方向とするレンズの配列されたレンズアレイがｘｚ面内のｘ軸に平行な方向に第１のピッチｐｉでアレイ化されているとする。そのレンズアレイから光軸たるｚ方向から角度φの方向に光線が出力され、それが入射光線Ｂ７１Ａとしてピッチ変換部品７に入射する。
【００２２】
ウェッジ板７８は、屈折率ｎｃの透明体から成り、スペーサ７７及び光吸収板７９は遮光能力のある部材から成る。入出力面７８Ａは、ｘｙ面に平行、すなわちレンズアレイに備わる各レンズの光軸たるｚ方向に垂直に配置されている。入出力面７８Ｂは、入出力面７８Ａと同じくｙ軸に平行であるが、入出力面７８Ａと反時計回りにウェッジ角φｗだけ傾いている。
【００２３】
ウェッジ板７８は通常、入射面垂線に対して、ウェッジ角の開いた側から光を入射させるように使用するもので、ウェッジ角φｗは、
（数１）
φｗ≦ｓｉｎ−１（ｎｖ／ｎｃ）    （１）
の条件の下で使用される。ここで、ｎｖは空気屈折率である。
【００２４】
このようなウェッジ板７８に、上記条件を満たし、レンズアレイと同じｘ方向ピッチｐｉで、ｘｚ面内でｚ軸方向と入射角φをなす互いに平行なアレイの入射光線Ｂ７１Ａが入射したとする。すると、入射アレイ光線Ｂ７１Ａは入出力面７８Ｂを経て出射光線Ｂ７１Ｂとなった際に、図のｘｚ面内マイナスｘ方向に屈折して伝搬方向が変わる。本実施形態ではこの出射光線Ｂ７１Ｂがｚ軸方向と平行になって、後段の光機能素子に垂直に入射するようにする。そのウェッジ角φｗに対する条件は、入出力面７８Ａ、７８Ｂにおける屈折法則（Ｓｎｅｌｌ則）を適用することで、以下となる。
（数２）
φｗ＝ｔａｎ−１｛ｎｃｓｉｎφ／（ｎｃｃｏｓφ−ｎｖ）｝    （２）
【００２５】
その際に出射光線Ｂ７１Ｂはｘ方向ピッチｐｏも変化し、その変化量は以下となる。
（数３）
ｐｏ／  ｐｉ＝１／（１＋ｔａｎφｗｔａｎφ）    （３）
すなわち、図１に示すように、ウェッジ板７８の入出力面７８Ａを前段のレンズアレイの光軸に垂直に保つようにすると、出射光線Ｂ７１Ａのピッチｐｏは（３）式で表される分だけ小さくなる。
【００２６】
図３に、本開示に係るピッチ変換部品における入射角φとピッチ変換率の関係を示す。ここでは、ウェッジ板７８の屈折率ｎｃを１．７５、空気屈折率ｎｖを１．０としており、出射光線Ｂ７１Ｂの方向がｚ軸に平行であるという条件での入射角度φとピッチ変換率ｐｏ／ｐｉの関係である。
【００２７】
本実施形態の場合のピッチ変換率は、入射角度φが０〜８度と増加するにつれてピッチは単調に減少する。前記したように、ファイバアレイとＰＤアレイに関わる２５４μｍ→２５０μｍへのピッチ変換を実現するには、図１の構成において、入射角φは４．７度とすればよいことが判る。このときのウェッジ角φｗは、式（２）より１０．９度となる。
【００２８】
次に本実施形態に係るピッチ変換部品の遮光機能について述べる。ウェッジ板７８の入出力面７８Ｂの表面は、遮光材からなるスペーサ７７で覆われている。スペーサ７７は、ウェッジ板７８と同じウェッジ角φｗで開き方向をウェッジ板７８とは逆方向にしてウェッジ板７８に接着されており、図１及び図２の右側端面７７Ａはｘｙ面に平行となって、後段部品と光軸に垂直な接続を確保するようになっている。出射光線Ｂ７１Ｂの光路部分には貫通孔７１があけられており、出射光線Ｂ７１Ｂは損失無くピッチ変換部品７を伝搬する。
【００２９】
またスペーサ７７は、予め定められた波長の光を吸収する組成を有することが好ましい。予め定められた波長は、例えば光通信に用いられる赤外波長である。光通信に用いられる赤外波長としては、例えば、１２６０ｎｍ〜１６２５ｎｍが例示できる。これにより、スペーサ７７の材質の遮光機能によって、隣接する出射光線Ｂ７１Ｂ同士の回折や散乱等によるクロストーク発生を防ぐことができる。
【００３０】
入出力面７８Ｂは、無反射コート膜がコートされていることが好ましい。この場合であっても、残留反射があり、それによる内部散乱光Ｂ７１Ｃが発生する可能性がある。例えば、図１に示すように、ウェッジ板７８内では界面が斜めであるために、開いた方向（図ではマイナスｘ方向）に向かって内部散乱光Ｂ７１Ｃが反射していく。そこで、本開示では、楔形の打面に相当する部位に、光吸収板７９を接着し、打面側に寄せてきた内部散乱光Ｂ７１Ｃを吸収消滅させるようになっていることが好ましい。これにより、出射光線Ｂ７１Ｂのクロストークの発生をより効果的に防ぐことができる。
【００３１】
スペーサ７７及び光吸収板７９の材料としては、以下の点で、赤外線吸収ガラスの使用が効果的である。
１）吸収性の材料を用いるので、光部品内の散乱光を単に遮蔽するだけでは防ぎきれない迷光によるクロストークの劣化を防止できる。
２）熱膨張係数（−３０〜７０℃）が５．４×１０−６／ｋと小さいので、光ファイバやシリコン、テンパックスガラスなど光通信用部品に多用される部材との整合性もよい。
３）化学的にも安定で耐候性もある。また、通常の水冷却によるガラス加工工程が適用できる。
４）３５０ｎｍ付近のＵＶ光に対してよい透過性を示すので、接着等にＵＶ硬化樹脂が使える。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態に係る遮光用光部品７は、レンズアレイのピッチｐｉで入射した光線を受光素子８１のピッチｐｏに整合させることができる。ファイバアレイのピッチをｐｉとすることで、ファイバアレイから射出したビームをレンズアレイでコリメートして諸々の光機能を実現するモジュールにおいて、ファイバアレイのピッチで入射した光線をＰＤアレイのピッチに整合させることができる。
【００３３】
（第２の実施形態）
図４に、本実施形態に係るピッチ変換部品の一例を示す。本実施形態に係るピッチ変換部品７は、スペーサ７７−１と、ウェッジ板７８と、スペーサ７７−２と、が順に配置される。スペーサ７７−１は入出力面７８Ａに固着されており、レンズアレイからの各入射光Ｂ７１Ａはスペーサ７７−１に開けられた貫通孔７１を通ってウェッジ板７８の入出力面７８Ａに入射する。各入射光Ｂ７１Ａは、入出力面７８Ａで屈折してｚ軸方向と平行になり、入出力面７８Ｂから出射する。スペーサ７７−２は入出力面７８Ｂは、光軸が入出力面７８Ｂに垂直であるので、屈折することなくスペーサ７７−２に出射する。
【００３４】
レンズアレイに備わる各レンズの光軸は、ｚ軸方向であり、ｘｚ面と平行な平面ＰＣ内にｘ方向ピッチｐｉで配列される。入出力面７８Ｂは、平面ＰＣに垂直であり且つピッチｐｉ方向に平行である。一方、入出力面７８Ａは、平面ＰＣに垂直であるが入出力面７８Ｂに対して傾斜している。このため、レンズアレイから出射した光が入射光Ｂ７１Ａとして入出力面７８Ａに入射した場合、入出力面７８Ａから入出力面７８Ｂまでの光路長はレンズアレイに備わるレンズごとに異なる。
【００３５】
スペーサ７７−１には、レンズアレイに備わる各レンズから入出力面７８Ａに入射する入射光Ｂ７１Ａの光路上に複数の貫通孔７１が第１のｘ方向ピッチｐｉで形成されている。スペーサ７７−２には、レンズアレイに備わる各レンズの光軸に平行な複数の貫通孔７１がピッチｐｏで形成されている。ピッチｐｏは、ピッチｐｉとは異なる任意の間隔であり、例えば、受光素子アレイ８に備わる受光素子８１の間隔である。入出力面７８Ａに到達した入射光Ｂ７１Ａは、レンズアレイに備わる各レンズの光軸と平行な方向に屈折し、スペーサ７７−２に備わる貫通孔７１を進む。これにより、本実施形態に係るピッチ変換部品７は、レンズアレイのピッチｐｉで入射された光線を受光素子８１のピッチｐｏに整合させることができる。
【００３６】
図５に、本実施形態の部分拡大図の一例を示す。光軸をｚ方向とするレンズの配列されたレンズアレイがｘｚ面内のｘ軸に平行な方向に第１のピッチｐｉでアレイ化されているとする。そのレンズアレイから光軸たるｚ方向から角度φの方向にアレイ光線が出力され、それがアレイ状の入射光線Ｂ７１Ａとしてピッチ変換部品７に入射する。
【００３７】
ウェッジ板７８は屈折率ｎｃの透明体から成り、スペーサ７７−１、スペーサ７７−２、光吸収板７９は遮光能力のある部材から成る。入出力面７８Ｂは、ｘｙ面に平行、すなわちレンズアレイに備わる各レンズの光軸たるｚ方向に垂直に配置されている。入出力面７８Ａは、入出力面７８Ｂと同じくｙ軸に平行であるが、同入出力面７８Ｂと時計周りにウェッジ角φｗだけ傾いている。
【００３８】
ウェッジ板７８は通常、入射面垂線に対して、ウェッジ角φｗの開いた側から光を入射させるように使用するもので、ウェッジ角φｗは、前述した図１の例と同様に、（１）式の条件の下で使用される。
【００３９】
このようなウェッジ板７８に、上記条件を満たし、レンズアレイと同じｘ方向ピッチｐｉで、ｘｚ面内でｚ軸方向と入射角φをなす互いに平行なアレイの入射光線Ｂ７１Ａが入射したとする。すると、アレイ光線Ｂ７１Ａは入出力面７８Ａ、７８Ｂを経て出射光線Ｂ７１Ｂとなった際に、入出力面７８Ａで屈折した結果として、図のマイナスｘ方向に所定の角度だけ伝搬方向が変わる。本実施形態ではこの出射光線Ｂ７１Ｂがｚ軸方向と平行になって、後段の光機能素子に垂直に入射するようにする。そのウェッジ角φｗに対する条件は、入出力面７８Ａ、７８Ｂにおける屈折法則（Ｓｎｅｌｌ則）を適用することで、以下となる。
（数４）
φｗ＝ｔａｎ−１｛ｎｖｓｉｎφ／（ｎｃ−ｎｖｃｏｓφ）｝    （４）
【００４０】
その際に出射光線Ｂ７１Ｂはｘ方向ピッチｐｏも変化し、その変化量は以下となる。
（数５）
ｐｏ／  ｐｉ＝１／（１−ｔａｎφｗｔａｎφ）    （５）
すなわち、図５に示すように、ウェッジ板７８の入出力面７８Ａを前段のレンズアレイの光軸からウェッジ角φｗだけ傾けると、出射光線Ｂ７１Ｂのピッチｐｏは（５）式で表される分だけ大きくなる。
【００４１】
第２の実施形態の場合のピッチ変換率は、図３に示すように、入射角度φが０〜８度と増加するにつれてピッチは単調に増加する。上記と逆の２５０μｍ→２５４μｍへのピッチ変換を実現するには、図３の構成において、入射角φは６．２度とすればよいことが判る。このときのウェッジ角φｗは式（４）より８．１度となる。
【００４２】
次に本実施形態に係るピッチ変換部品の遮光機能について述べる。入出力面７８Ａの表面は、遮光材からなるスペーサ７７−１で覆われている。スペーサ７７−１は、ウェッジ板７８と同じウェッジ角φｗで開き方向をウェッジ板７８とは逆方向にしてウェッジ板７８に接着されており、図４及び図５の左側端面７７Ｂはｘｙ面に平行となって、前段部品と前段のレンズ光軸に垂直な接続を確保するようになっている。入射光線Ｂ７１Ａの光路部分には貫通孔７１があけられており、入射光線Ｂ７１Ａは損失無くウェッジ板７８に入射するとともに、スペーサ７７−１の材質の遮光機能によって、隣接光線Ｂ７１Ａ同士の回折や散乱等によるクロストーク発生を防いでいる。
【００４３】
また、入出力面７８Ｂの表面も遮光材からなるスペーサ７７−２で覆われている。スペーサ７７−２は、入出力面７８Ｂに平行な平板状であって、ウェッジ板７８に接着されており、図４及び図５の右側端面７７Ａはｘｙ面に平行となって、後段部品と光軸に垂直な接続を確保するようになっている。出射光線Ｂ７１Ｂの光路部分には貫通孔７１があけられており、出射光線Ｂ７１Ｂは損失無く出射するとともに、スペーサ７７−２の材質の遮光機能によって、隣接する出射光線Ｂ７１Ｂ同士の回折や散乱等によるクロストーク発生を防いでいる。
【００４４】
さらに、ウェッジ板７８の楔型の打面に相当する面には、第１の実施形態と同様に、光吸収板７９が接着されていて、打面側に寄せてきた内部散乱光を吸収消滅させるようになっていることが好ましい。これにより、出射光線Ｂ７１Ｂのクロストークの発生をより効果的に防ぐことができる。
【００４５】
なお、実施形態１と同様の理由で、スペーサ７７及び光吸収板７９の材料としては、赤外線吸収ガラスの使用が効果的である。
【００４６】
（第３の実施形態）
図６に、本実施形態に係るファイバアレイモジュールの一例を示す、図６に示すファイバアレイモジュールは、ファイバアレイ１と、レンズアレイ２と、部分透過膜４と、第１の実施形態で説明したピッチ変換部品７と、レンズアレイ９と、を備える。レンズアレイ２は第１レンズアレイとして機能し、レンズアレイ９は第２レンズアレイとして機能する。
【００４７】
図７に、本実施形態に係る受光モジュールの一例を示す。図７に示す受光モジュールは、図６に示すファイバアレイモジュールと、受光素子アレイ８と、を備える。
【００４８】
本実施形態の適用領域は、例えば、波長１．５５μｍ帯光通信システムである。図７に示す受光モジュールは、４アレイ光タップモニタモジュールとして用いることができる。図６及び図７に示したファイバ間隔ｄｆ１をはじめとする諸パラメータは、ファイバアレイ間隔ｄｆ１：１２７μｍ、ファイバペアのファイバアレイ間隔ｄｆ２：２５４μｍ、第１及び第２レンズアレイのガラス屈折率：１．５０１、タップ反射角φｔ：５．５°、ウェッジ板７８の屈折率ｎｃ：１．７５、ウェッジ角φｗ：１０．９°、受光素子アレイ８のアレイ間隔ｄｐ：２５０μｍ等である。
【００４９】
ここで、レンズアレイ２のアレイ間隔は、ファイバアレイ１のファイバアレイ間隔ｄｆ２に合わせて２５４μｍとなっている。一方、後段のレンズアレイ９は、受光素子アレイ８のアレイ間隔ｄｐに合わせて２５０μｍとなっている。本開示はピッチ変換部品７を備えるため、レンズアレイ２とレンズアレイ９の間で、ｘ方向ピッチｐｉ：２５４μｍからｘ方向ピッチｐ０：２５０μｍへとピッチが変わっている。
【００５０】
まずモジュールの動作、機能について説明する。ファイバアレイ１は、１つの貫通孔７１に対して２本の光ファイバ１１Ａ及び１１Ｂを有し、各光ファイバ１１Ａ及び１１Ｂの長手方向の中心軸が所定平面ＰＣ内に並列に配置されている。レンズアレイ２は、２本の光ファイバ１１Ａ及び１１Ｂごとに１つのレンズを有し、各々のレンズが２本の光ファイバ１１Ａ及び１１Ｂからの光をレンズごとに定められた部分透過膜４の反射面の一部に集光する。部分透過膜４は、各々のレンズの反射面を形成し、レンズアレイ２に入射した光の一部を透過してタップし、残る大部分を反射する。
【００５１】
光ファイバ１１Ａからレンズアレイ２に入射した光線は、その９５％が部分透過膜４でタップ反射角φｔ（５．５度）で反射して第２の光ファイバ１１Ｂに入射し、入射光強度の５％をタップされて本線に戻る。５％強度のタップ光は、後段はレンズと異なる屈折率ｎｃのウェッジ板７８になっており、タップ反射角φｔとはウェッジ板７８の第１の入出力面７８Ａにてスネル則に従う出射角φで出射していく。ウェッジ板７８の後段には、タップ光同士の混合によるクロストーク低下を防止するため、タップ光の光路に対応して配置されたアレイ状の貫通孔７１を持つスペーサ７７が設置されている。
【００５２】
ピッチ変換部品７は、レンズアレイ２と外形を合わせた寸法になっており、スペーサ７７、ウェッジ板７８、光吸収板７９を備える。スペーサ７７は、ウェッジ板７８と同一のウェッジ角φｗを有した形状をしており、ウェッジ板７８とウェッジの向きを逆にして貼り合わせられ本開示のピッチ変換部品となっている。スペーサ７７の中央部にタップ光路に合わせてビーム径よりも大きな貫通孔７１が設けられている。
【００５３】
ピッチ変換部品７の後段には、レンズアレイ２とはピッチが異なり、後段の受光素子アレイ８とピッチの合致するレンズアレイ９が向きを同じにして設置されている。レンズアレイ９は、空間を伝搬してきて広がったタップ光ビームを貫通孔７１ごとに定められた点に集光する。この点に、光機能素子を設置すればよい。受光素子アレイ８に備わる各受光素子８１は、レンズアレイ９で集光された各光を受光する。
【００５４】
以下に上記の各構成要素について述べる。
ファイバアレイ１：ファイバアレイ１は、個々のファイバアレイ間隔ｄｆ１：１２７μｍとした８アレイである。２５０μｍ間隔４アレイの波長１．３／１．５５μｍシングルモード用テープファイバをファイバ部材として用い、これをテンパックスガラスで１ｍｍ厚の６０度Ｖ溝板に整列させて１ｍｍ厚の上蓋をかぶせ、ＵＶ接着剤で固定、端面研磨して作製した。そのファイバ整列工程の際に、４アレイテープファイバを上下入れ子にして整列させるため、その段階で入力側と出力側が分かれた構造となっている。ファイバ光軸は図６及び図７にてｚ方向であり、後段素子との接続端面は、ｘ軸に平行で、端面反射による戻り光を低減させるため、ｙ軸方向とは８度斜めになるように設定されている。なお、光ファイバ光軸に対するコア端面の角度は、８度に限定されるものではない。８度斜め端面表面は波長１．５５μｍに対するＡＲコートが施されている。全幅は４ｍｍである。
【００５５】
レンズアレイ２：屈折率は波長１．５５μｍで１．５０１のボロシリケート系ガラスから成る平凸レンズアレイであり、厚み６１９μｍ（ｚ方向）の平板状ガラス上面、４０００×２０００μｍ（ｘ×ｙ）の中央部にファイバアレイ１のファイバペアのアレイ間隔ｄｆ２：２５４μｍで非球面凸部が形成されている。上記ｚ方向厚みは、タップ反射角φｔとファイバ間隔ｄｆ１から決まるものであり、タップ反射角φｌは、後段のウェッジ板７８の屈折率ｎｃ（１．７５）と入射角φ（４．７度）からスネル則で５．５度と求められる。隣接非球面部との間は１μｍの平坦部が設けられており、平坦部からの凸量であるサグ量は、４１μｍである。
【００５６】
レンズアレイ２のｘ方向両端部には、レンズモールド加工時に一体で成形されたスペーサ２２が設置されている。スペーサ２２は台形の凸部であり、その表面はファイバアレイ１の８度斜め端面に合わせた角度となっており、その面積は片側該１×１．５ｍｍ（ｘ×ｙ）である。スペーサ２２の高さは光軸位置で所定の凸側焦点距離（ここでは４３７μｍ）になるように設定されていることが好ましい。
【００５７】
ここで、図１５を参照しながら、スペーサ２２の角度について説明する。光ファイバ１１の光軸でもあるｚ軸に対する光ファイバ１１のコア端面の法線Ｌｎの角度をθ１、光ファイバ１１のコア端面から空気層３に出射する光の中心光のコア端面法線Ｌｎに対する角度をθ２とした場合、角度θ１と角度θ２は、スネルの法則より、以下の関係を満たす。
（数５１）
θ２＝ｓｉｎ−１（ｓｉｎ（θ１）ｎｆ／ｎｖ）    （５１）
【００５８】
ここでｎｆは光ファイバ１１の伝搬光の透過屈折率である。このため、ｎｆが１．４４５、空気層３の屈折率ｎｖが１であり、角度θ１が８度に設定されている場合、角度θ２は１１．６度となる。光ファイバとレンズ系間の光結合が最も高い効率となるのは、光ファイバ１１からの出射光がレンズ面と垂直になる場合である。この場合、図１５に明らかなように、スペーサ２２のレンズ側平坦面２２Ｂとファイバアレイ側の斜め端面２２Ａの角度、すなわちスペーサ２２の傾斜角度もまたθ２に等しく１１．６度となる。見方を変えれば、スペーサ２２の角度θ２は、光ファイバ１１の端面の角度θ１（８度）に加え、空気層３での光ファイバ光軸（ｚ軸）からの屈折角度（３．６度）を合算した角度となる。
【００５９】
レンズアレイ２の非球面レンズが形成された面に対向する平坦面２１には、タップ反射角φｔを５．５度に設定した部分透過膜４が付着せしめられている。その反射／透過割合は、９５％反射／５％透過であることが好ましく、その材質としては、例えば、イオンビームアシスト蒸着法によるＳｉＯ２−ＴｉＯ２多層膜が例示できる。
【００６０】
ピッチ変換部品７：ウェッジ板７８は、第１の実施形態に示したように、例えば、屈折率１．７５のクラウンガラスから成っており、ウェッジ角φｗは式（２）より、１０．９度とした。ここではクラウンガラスを用いたが、他にほぼ同じ屈折率を持つものとして、サファイヤの適用も有効である。部分透過膜４とウェッジ板７８の入出力面７８Ａの間は、屈折率１．５０の透明ＵＶ接着剤にて接着されている。
【００６１】
スペーサ７７は、ウェッジ板７８と同じ形状の赤外線吸収ガラスから成っている。そのタップ光路に相当する部位には、図６及び図７に示すように、ｚ軸方向に平行な１５０μｍ角の貫通孔７１があけられている。タップ光のビーム径は該１０５μｍであり、スペーサ７７の貫通孔７１の壁に接触することなく伝搬するが、前段のレンズアレイ２や部分透過膜４での反射透過で発生した構造不整による乱反射成分は、このスペーサ７７の貫通孔７１の壁に当たって吸収され、受光素子アレイ８に達してクロストークになるのを防止する。
【００６２】
また、ウェッジ板７８の打面相当の面には、スペーサ７７と同じ材質の赤外線吸収ガラスが光吸収板７９として貼り付けられている。光吸収板７９は、ウェッジ板７８の内部散乱光（図１に示す符号Ｂ７１Ｃ）を吸収して、受光素子アレイ８におけるクロストーク発生を防止している。
【００６３】
レンズアレイ９：ここでは、レンズアレイ９は材質がアクリルから成る安価な平凸の球面レンズアレイを使用している。アクリル樹脂の屈折率を１．４８（波長１．５５μｍ）、受光素子アレイ８のパッケージ窓の屈折率及び厚みを１．５２、および２１０μｍ、パッケージ窓内側から受光素子８１の受光面までの距離を２１０μｍとして、レンズアレイ９の球面曲率半径は４８７μｍ、レンズ厚みは１ｍｍとした。ピッチは２５０μｍ、４アレイである。
【００６４】
受光素子アレイ８：受光素子８１は、例えば、受光径２５μｍ、２５０μｍピッチ４アレイのＩｎＧａＡｓホトダイオードアレイである。ダイオードアレイは封止されており、パケージ表面から受光素子８１の受光部までの距離は該１ｍｍである。図７に示す側面図から判るように、受光素子アレイ８は、ｚ軸方向である光軸より傾けてレンズアレイ９に接続されている。
【００６５】
図６及び図７の側面図に示すように、ファイバアレイ１から受光素子アレイ８まで接続界面は全て斜めに保たれており、反射戻り光対策に万全を期した構造となっている。
【００６６】
組み立て工程：工程は３工程から成る。
第１の工程は、ファイバアレイ１とレンズアレイ２との接続である。これは、光ファイバ導波路接続装置にて、ファイバアレイ１の両端である光ファイバ１１Ａ−１及び光ファイバ１１Ａ−４から調芯光を入射し、光ファイバ１１Ｂ−１、光ファイバ１１Ｂ−４からの光をモニタしながら２軸調芯固定するという通常のファイバ導波路接続と同様の工程で接続した。接続箇所はレンズアレイ２のスペーサ２２とファイバアレイ１間である。
第２の工程は、ピッチ変換部品７、レンズアレイ９、および受光素子アレイ８の接続である。これらの接続は、顕微鏡下に受光素子アレイ８、レンズアレイ９、ピッチ変換部品７の順に置き、ウェッジ板７８の入出力面７８Ａの側から受光素子８１の受光面が見えるように、ビジュアルアラインメント法で調芯し、接着剤固定する。
第３の工程は、ファイバアレイ１の付いたレンズアレイ２と受光素子アレイ８とレンズアレイ９の付いたピッチ変換部品７とを、光ファイバ１１Ａ−１と、光ファイバ１１Ａ−４に調芯光を入射させ、受光素子アレイ８の出力をモニタしながら接続固定する。
【００６７】
特性：作製した４ｃｈタップモニタモジュールの波長１．５５μｍでの特性は、挿入損失０．４〜０．５ｄＢ、反射減衰量４６ｄＢ以上、受光感度５０〜６０ｍＡ／Ｗであった。隣接クロストークも４５ｄＢ以上であった。ファイバアレイ１と受光素子アレイ８のピッチが異なったにもかかわらず、良好な特性であった。
【００６８】
図１６に、本実施形態に係る受光モジュールの別形態を示す。図１６に示す受光モジュールは、ファイバアレイ１の端面にＡＲ板１０１が貼り付けられており、また図７に示すピッチ変換部品７及びレンズアレイ９に代えて、各貫通孔７１にＧＲＩＮレンズとして機能する複数のＧＩ（Ｇｒａｄｅｄ  Ｉｎｄｅｘ）ファイバ１７４−１〜１７４−４を配置したピッチ変換部品７を備え、受光素子アレイ８に備わる各受光素子８１は、ＧＲＩＮレンズ１７４−１〜１７４−４で集光された各光を受光する。
【００６９】
ＡＲ板１０１は、光ファイバの等価屈折率にほぼ等しい屈折率の透明薄板の片側にＡＲ膜を付着せしめたものである。ファイバアレイ１の端面に直接ＡＲ膜を形成することが困難な場合に、ファイバアレイ１の端面に、ＡＲ板１０１のＡＲ膜の形成されていない面を接着面として両者と屈折率のほぼ等しい透明接着剤で貼り付けて用い、直接的ＡＲコートと同等の効果を得るものである。
【００７０】
ピッチ変換部品７はレンズアレイ２と外形を合わせた寸法になっており、その中央部にタップ光路に合わせてＧＩファイバ１７４−１〜１７４−４が配置されている。ＧＩファイバ１７４は、光路であるｚ軸方向に垂直な端面を有し、入射側端面はウェッジ板７８との間に空隙を挟み、出射側端面は各光路とも同一のｚ軸方向位置となるように配列されており、２枚のＶ溝板で挟持することによって固定されていることが好ましい。部分透過膜４から透過された各々の平行光が異なるＧＩファイバ１７４−１〜１７４−４の一端に入射される。そして、ＧＩファイバ１７４−１〜１７４−４の他端から出射する各光をＧＩファイバ１７４−１〜１７４−４ごとに定められた点に集光する。この点に、受光素子８１−１〜８１−４の受光面が配置される。
【００７１】
ＧＩファイバ１７４−１〜１７４−４の長さ及び屈折率分布は任意である。また、ＧＩファイバ１７４−１〜１７４−４の長さによっては、レンズ厚が厚い方が近くに焦点を結び、レンズ厚が薄い方が遠くに焦点を結ぶ。このため、図１６に示すようにＧＩファイバ１７４−１〜１７４−４の長さを変えることにより、部分透過膜４から焦点までの距離を変え、受光素子８１のアレイ間隔ｄｐを調整することができる。なお、ＧＩファイバ１７４−１〜１７４−４の長さを変えることに代えて、またはこれと組み合わせて、ＧＩファイバ１７４−１〜１７４−４の屈折率分布を変えてもよい。
【００７２】
（第４の実施形態）
図８に、本実施形態に係るファイバアレイモジュールの一例を示す。図８に示すファイバアレイモジュールは、ファイバアレイ１と、レンズアレイ２と、部分透過膜４と、第１の実施形態で説明したピッチ変換部品７と、レンズアレイ９と、を備える。レンズアレイ２は第１レンズアレイとして機能し、レンズアレイ９は第２レンズアレイとして機能する。
【００７３】
図９に、本実施形態に係る受光モジュールの一例を示す。図９に示す受光モジュールは、図８に示すファイバアレイモジュールと、受光素子アレイ８と、を備える。
【００７４】
本実施形態の適用領域は、例えば、波長１．５５μｍ帯光通信システムである。図９に示す受光モジュールは、４アレイ光タップモニタモジュールとして用いることができる。図８及び図９に示したファイバ間隔ｄｆ１をはじめとする諸パラメータは、ファイバアレイ間隔ｄｆ１：１２７μｍ、ファイバペアのファイバアレイ間隔ｄｆ２：２５４μｍ、第１及び第２レンズアレイのガラス屈折率：１．５０１、タップ反射角φｔ：８．２度、ウェッジ板７８の屈折率ｎｃ：１．７５、ウェッジ角φｗ：１０．９°、受光素子アレイ８のアレイ間隔ｄｐ：２５０μｍ等である。
【００７５】
まずモジュールの動作、機能について説明する。ファイバアレイ１は、１つの貫通孔７１に対して２本の光ファイバ１１Ａ及び１１Ｂを有し、各光ファイバ１１Ａ及び１１Ｂの長手方向の中心軸が所定平面ＰＣ内に並列に配置されている。レンズアレイ２は、２本の光ファイバ１１Ａ及び１１Ｂごとに１つのレンズを有し、各々のレンズが２本の光ファイバ１１Ａ及び１１Ｂからの光をレンズごとに定められた部分透過膜４の反射面の一部に集光する。部分透過膜４は、各々のレンズの反射面を形成し、レンズアレイ２に入射した光の一部を透過してタップし、残る大部分を反射する。
【００７６】
第１の光ファイバ１１Ａからレンズアレイ２の平坦面２１側に入射した光線は、凸面２３側から空気層３に出射するとｘｚ面内でタップ反射角φｔだけレンズ光軸側に傾いた平行ビームとなり、その９５％が部分透過膜４でタップ反射角φｔ（８．２度）で反射してレンズ光軸に対して対称な光路をたどって第２の光ファイバ１１Ｂに入射し、入射光強度の５％をタップされて本線に戻る。５％強度のタップ光は、後段はウェッジ板７８になっており、上記タップ反射角φｔとスネル則の関係に従う出射角φ（４．７度）で出射していくわけであるが、部分透過膜４の後段には、空間を伝わるタップ光同士の混合によるクロストーク低下を防止するため、貫通孔７１の空いたスペーサ７７を備えるピッチ変換部品７が設置されている。
【００７７】
ピッチ変換部品７は第１レンズ゛アレイ２と外形を合わせた寸法になっており、スペーサ７７、ウェッジ板７８及び光吸収板７９を備える。スペーサ７７は、ウェッジ板７８と同一のウェッジ角φｗを有した形状をしており、ウェッジ板７８とウェッジの向きを逆にして貼り合わせられ本開示の第１のピッチ変換部品７となっている。スペーサ７７の中央部にタップ光の光路に合わせてビーム径よりも大きな貫通孔７１が設けられている。
【００７８】
ピッチ変換部品７の後段には、第１レンズ゛アレイ２とはピッチが異なり、後段の受光素子アレイ８とピッチの合致するレンズアレイ９がレンズアレイ２とは向きを反対にして設置されている。レンズアレイ９は、空間を伝搬してきて広がったタップ光ビームを受光素子８１の受光面に集光させる。受光素子アレイ８に備わる各受光素子８１は、レンズアレイ９で集光された各光を受光する。
【００７９】
以下に上記の各構成要素について第３の実施形態に重複しないところを述べる。
ファイバアレイ１：第３の実施形態とは異なり、８度斜め端面表面にＡＲコートは施されていない。なお、光ファイバ光軸に対するコア端面の角度が８度に限定されないのは第３の実施形態と同様である。
レンズアレイ２：屈折率は波長１．５５μｍで１．５０１のボロシリケート系ガラスから成る平凸レンズアレイであり、ｘｙ面に平行なレンズ保持面上の中央部に、アレイ間隔２５４μｍで非球面の凸面２３がｚ軸のプラス方向を向いて形成されている。隣接凸面２３の間は１μｍの平坦部が設けられており、平坦部からの凸量であるサグ量は例えば４０μｍである。
【００８０】
レンズアレイ２のｘ方向両端部には、レンズモールド加工時に一体で成形されたスペーサ２２が設置されている。スペーサ２２は台形の凸部であり、その表面はレンズ保持面と平行になっており、その面積は片側該１×１．５ｍｍ（ｘ×ｙ）である。スペーサ２２の高さは光軸位置で所定の凸側焦点距離（ここでは４４０．７μｍ）になるように設定されていることが好ましい。
レンズが形成された面に対向する平坦面２１は、ファイバアレイ１の端面に平行で、ｙ軸に対して斜めとなっており、この斜め平坦面２１のレンズ凸面２３部頂点からのｚ方向距離が凹側焦点距離である６６５．２μｍとなるように設定されている。
【００８１】
部分透過膜４：本構成では、部分透過膜４はウェッジ板７８の第１の入出力面７８Ａに付着せしめられている。タップ反射角φｔは８．２度に設定し、その反射／透過割合は、９５％／５％であることが好ましく、その材質としては、例えば、イオンビームアシスト蒸着法によるＳｉＯ２−ＴｉＯ２多層膜が例示できる。
【００８２】
ピッチ変換部品７：上記したように、部分透過膜４が本実施形態ではウェッジ板７８の第１の入出力面７８Ａに付着せしめられている以外は、前記第３の実施形態と同様である。
【００８３】
組み立て工程：前記した第３の実施形態と異なる点は、ファイバアレイ１とレンズアレイ２を接続する第１の工程にて、反射機能が備わっていないため、この機能をはたすダミー反射板をレンズアレイ２に仮止めしておくことである。これは無調芯でレンズアレイ２に仮止めしておき、ファイバアレイ１とレンズアレイ２接続後に取り外せばよい。以後は前記した第３の実施形態と同様の工程である。
【００８４】
特性：作製した４ｃｈタップモニタモジュールの波長１．５５μｍでの特性は、挿入損失０．４〜０．５ｄＢ、反射減衰量４６ｄＢ以上、受光感度５０〜６０ｍＡ／Ｗであった。隣接クロストークも４５ｄＢ以上であった。第３の実施形態と同様であった。
【００８５】
図１７に、本実施形態に係る受光モジュールの別形態を示す。図１７に示す受光モジュールは、ファイバアレイ１の端面にＡＲ板１０１が貼り付けられており、また図１７に示すピッチ変換部品７及びレンズアレイ９に代えて、各貫通孔７１に複数のＧＩファイバ１７４−１〜１７４−４を配置したピッチ変換部品７を備え、受光素子アレイ８に備わる各受光素子８１は、ＧＲＩＮレンズ１７４−１〜１７４−４で集光された各光を受光する。レンズアレイ２の向きが異なる以外は、第３の実施形態に係る受光モジュールの別形態と同じである。
【００８６】
（第５の実施形態）
図１０に、本実施形態に係るファイバアレイモジュールの別例を示す。図１０に示すファイバアレイモジュールは、ファイバアレイ１と、ＧＲＩＮレンズアレイ１９と、部分透過膜４と、第１の実施形態で説明したピッチ変換部品７と、レンズアレイ９と、を備える。
【００８７】
図１１に、本実施形態に係る受光モジュールの一例を示す。図１１に示す受光モジュールは、図１０に示すファイバアレイモジュールと、受光素子アレイ８と、を備える。
【００８８】
ここでは、レンズアレイ２として、屈折率分布型のＧＲＩＮレンズアレイ１９を用いた。ＧＲＩＮレンズは、クラッド層の無い外形２５０μｍの屈折率分布型全コアファイバから所望の長さに切り出したものである。このＧＲＩＮ全コアファイバでピッチ２５４μｍのファイバアレイを作製し、ダイシングソーで所定の長さに切り出し、研磨してＧＲＩＮレンズアレイ１９を作製した。ＧＲＩＮレンズのＮＡを０．１９と設定して、レンズ長は１５５０μｍ、そのときのタップ内反射角φｔは第３の実施形態と同じく５．５度とした。
【００８９】
この場合、部分透過膜４は、第３の実施形態とは異なり、ウェッジ板７８の入出力面７８Ａに形成した。部分透過膜４は、ＧＲＩＮレンズ１９の側、あるいはウェッジ板７８側いずれでもよく、工程の組み立て易い方を選べばよい。本実施形態で、第３の実施形態に比べて異なる点は以上である。
【００９０】
特性：作製した８ｃｈタップモニタモジュールの波長１．５５μｍでの特性は、挿入損失０．４〜０．５ｄＢ、反射減衰量４６ｄＢ以上、受光感度５０〜６０ｍＡ／Ｗであった。隣接クロストークも４５ｄＢ以上であった。得られた特性も第３の実施形態と全く同様であった。
【００９１】
（第６の実施形態）
前述の実施形態では１次元配列のアレイであったが、２次元アレイも可能である。その場合、図６〜図１１に示すファイバアレイモジュールがｙ方向に並列に配列される。
【００９２】
その際に一番問題となるのが、ファイバアレイであるが、ファイバアレイ１は、特許文献３によってできる。そのｚ方向からみた接続面を図１２に示す。図１２に示すファイバアレイ１は、ファイバアレイ用の６０度のＶ溝１４を施したＶ溝板１３−２〜１３−５を備える。Ｖ溝板１３−２〜１３−５には、Ｖ溝１４のアレイの両脇に、位置合わせ溝１５−１、１５−２が設けられている。そして、このＶ溝板１３−２〜１３−５の裏面にも表面側と同じｘ方向位置に位置合わせ溝１５−３、１５−４が形成されている。位置合わせ用光ファイバ１２は、図に示す光ファイバ１１Ａ，１１Ｂと同じものを使用すればよい。
【００９３】
その場合、導波用光ファイバ用Ｖ溝の開口幅をＷ１４、位置合わせ溝１５の開口幅Ｗ１５とすると、それらは
（数６）
Ｗ１４＝２（Ｒ√３−ｄ／√３）    （６）
（数７）
Ｗ１５＝（２Ｒ−ｄ）／√３    （７）
と設定すればよい。そうすれば、位置合わせ溝１５に丁度位置合わせ用光ファイバ１２が勘合したときに、上板によって導波用光ファイバ１１が上板で押さえられることになる。ここで、Ｒは光ファイバの半径、ｄはＶ溝板１３−２〜１３−５と上板の距離である。本実施例では、ｄを２０μｍとしたのでＷ１４＝１９３μｍ、ｗ１５＝６１μｍとした。
【００９４】
位置合わせ溝１５−１，１５−２，１５−３，１５−４は、Ｖ溝板の表裏でｘ方向位置が一致している必要があるが、表裏の位置合わせは、スライサーやダイシングソーなどの溝加工装置において、溝形成位置観察鏡筒の上下ピント合わせ軸の加工面に対する垂直度を事前に調整しておけばよい。かくしてテンパックスガラスで作製した８×４ファイバアレイのｘ方向ピッチは２５０μｍ、ｙ方向ピッチは１ｍｍである。これにより、ｘ方向５００μｍピッチ、ｙ方向１ｍｍピッチの４×４アレイのファイバアレイモジュール及び受光モジュールを作製することができる。
【００９５】
ここで、ファイバアレイ１は、図１３の側面図に示すように、ファイバコア付近だけの部分斜め加工を施すことが好ましい。もし、アレイの端面全面にわたって斜めにすると、レンズアレイ２以下後段のすべての部品の２次元アレイ化が格段に困難になるためである。加工にはデュアルヘッドダイシングソーを用いることができる。これは、ダイシングヘッドを縦列に二機備えているものであり、１回の工程で異なる２種のブレードを用いて連続加工できる装置である。
【００９６】
ファイバアレイ１以外のレンズアレイ２，９やピッチ変換部品７、および受光素子アレイ８の２Ｄアレイ化も行い、いずれもｘ方向５００μｍピッチ、ｙ方向１ｍｍピッチで４×４アレイである。作製した４×４タップモニタモジュールの側面図を図１３に示す。外観は、上面図は図７と全く同様であり、側面図では、ｙ方向に積み重ねられたような形態となっている。
【００９７】
また、レンズアレイ２をＧＲＩＮレンズアレイ１９に代えて使用することも可能である。ＧＲＩＮレンズアレイ１９を使用した４×４タップモニタモジュールの側面図を図１４に示す。レンズアレイ２をＧＲＩＮレンズアレイ１９に変えた以外は、図１３と同様である。
【００９８】
以上述べたように、本発明によれば、前段光部品からの斜め出射光アレイのピッチが単純な構造の部品で変換でき、部品選択の自由度を広げることができる。また、その際の前段後段との部品接続面を平行に保つことができるし、クロストーク低下もない。
さらに、ＰＤアレイに対して、前段からの入射光を垂直にすることができ、ＰＤアレイのパッケージ内散乱光によるクロストーク劣化を抑えることもできる。
これらのことから、本開示は、アレイ化された光通信用デバイスの高性能化、ひいては経済化に資することであるのは明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本開示は情報通信産業に適用することができる。
【符号の説明】
【０１００】
１：ファイバアレイ
１１、１１Ａ、１１Ａ−１、１１Ａ−１１、１１Ａ−１２、１１Ａ−１３、１１Ａ−１４、１１Ａ−２１、１１Ａ−３１、１１Ａ−４、１１Ａ−４１、１１Ｂ、１１Ｂ−１、１１Ｂ−１１、１１Ｂ−１２、１１Ｂ−１３、１１Ｂ−１４、１１Ｂ−２１、１１Ｂ−３１、１１Ｂ−４、１１Ｂ−４１：光ファイバ
１２−１、１２−２：位置合わせ用光ファイバ
１３−１、１３−２、１３−３、１３−４、１３−５：Ｖ溝板
１４：Ｖ溝
１５−１、１５−２、１５−３、１５−４：位置合わせ溝
１９：ＧＲＩＮレンズアレイ
２、９：レンズアレイ
２１：平坦面
２２：スペーサ
２３：凸面
３：空気層
４：部分透過膜
７：ピッチ変換部品
７１、７１−１、７１−２、７１−３、７１−４：貫通孔
７７、７７−１、７７−２：スペーサ
７７Ａ：右側端面
７８：ウェッジ板
７８Ａ、７８Ｂ：入出力面
７９：光吸収板
８：受光素子アレイ
８１：受光素子
Ｂ７１Ａ、Ｂ７１Ａ−１、Ｂ７１Ａ−２、Ｂ７１Ａ−３、Ｂ７１Ａ−４：入射光線
Ｂ７１Ｂ、Ｂ７１Ｂ−１、Ｂ７１Ｂ−２、Ｂ７１Ｂ−３、Ｂ７１Ｂ−４：出射光線
Ｂ７１Ｃ：内部散乱光
１０１：ＡＲ板
１７４−１、１７４−２、１７４−３、１７４−４：ＧＩファイバ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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