(57)【要約】【課題】光出力および発振波長を高精度に安定化させる。【解決手段】前方出射光（３１）と後方出射光（３２）とを出力する半導体レーザ（１）と、前記半導体レーザの温度を調節する温度調節手段（２１）と、前記後方出射光（３２）が入射され、前記後方出射光（３２）を反射した分岐光（３３）と前記後方出射光（３２）を透過した透過光（３４）とを出力する分岐板（２）と、前記分岐光（３３）を電気信号に変換する第１光電変換手段（３）とを具備する光送信モジュール（１０）を構成する。前記分岐板（２）は、前記波長フィルタ（５）の入射面（１１）で反射された前記透過光（３４）が、前記分岐板（２）の側端面部分を介して前記第１光電変換手段（３）に入射するのを防止する迷光防止手段（１５）を備えて構成される。【選択図】図４
2008053466.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前方出射光と後方出射光とを出力する半導体レーザと、
前記半導体レーザの温度を調節する温度調節手段と、
前記後方出射光が入射され、前記後方出射光を反射した分岐光と前記後方出射光を透過した透過光とを出力する分岐板と、
前記分岐光を電気信号に変換する第１光電変換手段と、
前記透過光が入射され、前記透過光の波長に依存して透過率が連続的に変化する波長フィルタと、
前記波長フィルタを透過したフィルタ透過光を受光し、前記フィルタ透過光を電気信号に変換する第２光電変換手段と、
を具備し、
前記分岐板は、
前記波長フィルタの入射面で反射された前記透過光が、前記分岐板の側端面部分を介して前記第１光電変換手段に入射するのを防止する迷光防止手段
を備える
光送信モジュール。
【請求項２】
前記出射光を平行光束に変換する光束平行化手段を更に有し、
前記分岐板は、
前記平行光束の一部を反射し分岐する
請求項１に記載の光送信モジュール。
【請求項３】
前記光束平行化手段は、
レンズからなることを特徴とする
請求項２に記載の光送信モジュール。
【請求項４】
前記平行光の平行度が±２°以内であることを特徴とする
請求項２又は３に記載の光送信モジュール。
【請求項５】
前記迷光防止手段が、
分岐板と分岐板の出射面に垂直な面とのなす角度を、フィルタからの反射光が入射する分岐板内の出射角よりも大きくした迷光防止分岐板を用いるものである
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光送信モジュール。
【請求項６】
前記迷光防止手段が、
分岐板の側端面と分岐板の出射面に垂直な面とのなす角度を、フィルタからの反射光が入射する分岐板内の出射角よりも大きくし、側端面の一部が光軸に直交する面上に配置したものである
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光送信モジュール。
【請求項７】
前記迷光防止手段が、
前記分岐板の側端面に少なくとも無反射膜及び光吸収膜を含む材料の中から選択した所定材料のコーティング膜を付着せしめた迷光防止分岐板を用いるものである
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光送信モジュール。
【請求項８】
前記迷光防止手段が、
前記分岐板の側端面に粗面加工を施し、前記側端面を凹凸面にした迷光防止分岐板を用いるものである
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光送信モジュール。
【請求項９】
前方出射光と後方出射光とを出力する半導体レーザと、
前記後方出射光を反射した分岐光と前記後方出射光を透過した透過光を出力する分岐板と、
前記分岐光を受け、前記分岐光を電気信号に変換した第１信号を出力する第１光電変換素子と、
前記透過光を受け、前記透過光を電気信号に変換した第２信号を出力する第２光電変換素子と、
前記第２光電変換素子と前記分岐板との間に設けられた波長フィルタと
を具備し、
前記波長フィルタは、
前記透過光を受光する第１フィルタ面と、前記第１フィルタ面に対向する第２フィルタ面とを備え、
前記分岐板は、
前記後方出射光を受ける第１分岐板面と、
前記分岐板を透過した前記透過光を出力する第２分岐板面と、
前記第１分岐板面と前記第２分岐板面との各々に隣接する端部とを備え、
前記端部は、
前記第１フィルタ面によって反射された反射光を、前記第２分岐板面を介して受光し、前記反射光を受光したときに、前記反射光が前記第１光電変換素子の受光面へ再反射されることを抑制する
光送信モジュール。
【請求項１０】
請求項９に記載の光送信モジュールにおいて、
前記端部は、前記第１分岐板面と前記第２分岐板面との間に構成された側端面を含み、
前記側端面は、
前記反射光が、前記第１光電変換素子の受光面へ照射されないような角度で前記第１分岐板面に隣接する
光送信モジュール。
【請求項１１】
請求項１０に記載の光送信モジュールにおいて、
前記第１分岐板面が、
前記後方出射光の光軸に垂直な平面に対し、第１配置角θで構成され、
前記反射光が、
前記第２分岐板面に入射される入射角を角度βとし、出射角を角度γとしたときに、
前記側端面と前記第２分岐板面とのなす角αが、
γ＜α＜９０°
である
光送信モジュール。
【請求項１２】
請求項９に記載の光送信モジュールにおいて、
前記端部は、側端面を含み、
前記側端面は、
前記第１分岐板面に隣接する第１端面と、前記第２分岐板面に隣接する第２端面とを含み、
前記第１端面は、
前記反射光を更に反射して再反射光を出力するときに、前記再反射光が前記第１光電変換素子の受光面へ照射されないような角度で前記第１分岐板面に隣接し、
前記第２端面は、
前記反射光または前記再反射光が、前記第１光電変換素子の受光面へ照射されないような角度で前記第２分岐板面に隣接する
光送信モジュール。
【請求項１３】
請求項１２に記載の光送信モジュールにおいて、
前記第１分岐板面が、
前記後方出射光の光軸に垂直な平面に対し第１配置角θ１で構成され、
前記第１分岐板面と前記第１端面とのなす角が第２配置角θ２＝π−θ１で構成され、
前記反射光が、
前記第２分岐板面に入射される入射角を角度βとし、出射角を角度γとしたときに、
前記第２端面と前記第２分岐板面とのなす角αが、
γ＞θ１、かつ、γ＜α≦９０°
である
光送信モジュール。
【請求項１４】
請求項９から１３の何れか１項に記載の光送信モジュールにおいて、
前記端部は、
前記反射光が再反射することを抑制する膜を備える
光送信モジュール。
【請求項１５】
請求項１４に記載の光送信モジュールにおいて、
前記膜は、
無反射膜または光吸収膜で構成される
光送信モジュール。
【請求項１６】
請求項９から１５の何れか１項に記載の光送信モジュールにおいて、
前記端部は、
前記反射光を受け、前記反射光を乱反射する粗面を備える
光送信モジュール。
【請求項１７】
請求項９から１６の何れか１項に記載の光送信モジュールにおいて、さらに、
前記後方出射光を平行光束に変換する光束平行化装置を有し、
前記分岐板は、
前記平行光束の一部を反射することで前記分岐光を出力する
光送信モジュール。
【請求項１８】
請求項１７に記載の光送信モジュールにおいて、
前記光束平行化装置は、
前記半導体レーザから出射される光に応答して前記平行光束を出力する光学レンズである
光送信モジュール。
【請求項１９】
請求項１７または１８に記載の光送信モジュールにおいて、
前記光束平行化装置は、
前記平行光束の平行度が±２°以内となるように前記後方出射光を前記平行光束に変換する
光送信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光送信モジュールに関する。特にレーザが出射するレーザ光の出力と波長安定化機能を備えた光送信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ通信システムの光源として半導体レーザが用いられている。特に数１０km以上の光ファイバ通信には波長分散の影響を押さえるためにDFB（分布帰還型）レーザ等の単一軸モードの半導体レーザが用いられている。DFBレーザは単一の波長で発振しているが、その発振波長は半導体レーザの温度や動作電流によって変化する。また光ファイバ通信システムにおいては、光源の出力強度が一定であることも重要であるので、既存の光ファイバ通信システムにおいては、半導体レーザの温度及び、光出力を一定にする制御が行われている。基本的には半導体レーザの温度と注入電流とを一定にすれば、発振波長と光出力は一定に保たれる。しかし半導体レーザを長期使用することによる素子劣化が生じると光出力を一定に保つために動作電流が上昇し、これに伴い発振波長が変化する。しかし、この発振波長の変化は僅かであるため、従来の光ファイバ通信システムでは問題にならなかった。
【０００３】
ところが近年では、伝送トラフィックの増加に伴い、１本の光ファイバの中に多数の波長の異なる光を導入する高密度波長分割多重方式（ＤＷＤＭ）の光ファイバ通信システムが主流になりつつあり、使用される半導体レーザにはより高い発振波長安定性が求められる。上記要求を実現するため、半導体レーザの出力の一部を光出力モニターPD（photo diode）で検出し、一部を波長フィルターを通じて波長モニターPDで検出し、２つのPDで検出した光電流情報を基に半導体レーザの動作電流と動作温度を制御して発振波長と光出力を安定化する技術が知られている。精密な制御を可能にするにはPDの光電流検出効率を大きくとるとともに、ノイズとなる迷光の影響を低減する必要がある。
【０００４】
特許文献１（特開２００２−１８５０７５号公報）には、同一平面上に配置された二つの光検出器を用いて、半導体レーザの発振波長を安定させる技術が記載されている。その二つの光検出器のうちの一方（以下、フィルタ透過光側光検出器と呼ぶ。）には、波長フィルタを透過した光が入射されている。また、二つの光検出器のうちの他方（以下、出射光側光検出器と呼ぶ。）には、半導体レーザから出る出射光が直接入射されている。そして、波長フィルタには、波長フィルタの端部から出射される光が、迷光となってその出射光側光検出器に入射されてしまうのを抑制する迷光防止手段が備えられている。
【０００５】
特許文献２（特開平９−１２１０７０号公報）には、レーザダイオードから出力される信号光を分岐した分岐信号光や、そのレーザダイオードのバックパワー光などを光フィルタを経由してＰＤ（Ｐｈｏｔｏ−Ｄｉｏｄｅ：受光素子）に供給することによって、レーザダイオードの発光波長を所望の値に維持する光波長安定化システムに関する技術が記載されている。
【０００６】
特許文献３（特開平６−３４９１００号公報）には、ビームスプリッタの特定の面を曇ガラスのように構成し、そのビームスプリッタによって分岐された分岐光が、光検出器に悪影響を与えないような散乱光として出力される技術が記載されている。また、特許文献４（特許第２６０１８０５号公報）には、ビームスプリッタから出力される光が再反射されるのを抑制するために、ビームスプリッタから出力される光を受光する面を、その光が乱反射するように構成する技術が記載されている。
一方、後方出力光を分岐板で分岐し波長モニターPDと光出力モニターPDそれぞれに後方出力光を入射させる構成では、分岐された一方のレーザ光の光束はすべて波長フィルタを透過して波長モニターPDへ入射され、もう一方のレーザ光の光束は光出力モニターPDへ入射される。従って波長フィルタでの散乱光がないため迷光の影響を小さくできる。また、光束が乱されることなく各PDへ入射されるため、PDとの結合効率を十分に取れ、モニター信号強度が大きくとれるといった利点がある。
【０００７】
以下に、図面を参照して、従来の光通信システムに用いられる光送信モジュールについて説明を行う。図１は、従来の光通信システムで用いられる光送信モジュール１１０の構成を示す断面図である。従来の光送信モジュール１１０は、前方出射光に応答して信号光を光ファイバ１１７に供給する信号光生成部１２５と、後方出射光に応答して半導体レーザ１０１から出射されるレーザ光の波長を検出する波長安定化ユニット１２６と、温度検出用サーミスタ１１８とを含んで構成されている。図１を参照すると、信号光生成部１２５は、第１結合用レンズ１０７と、光アイソレータ１０８と第２結合用レンズ１０９とを備えている。第１結合用レンズ１０７は、半導体レーザ１０１から出射される前方出射光を平行光束にして光アイソレータ１０８に供給している。光アイソレータ１０８は、第１結合用レンズ１０７を介して出力される前方出射光が、第２結合用レンズ１０９などによって反射され、第１結合用レンズ１０７に戻るのを抑制している。第２結合用レンズ１０９は、光アイソレータ１０８を介して出力される前方出射光を、コネクタ１１６の受光点に集光している。
【０００８】
また、波長安定化ユニット１２６は、レンズ１０６と、分岐板１０２と、第１光電変換素子１０３を有する第１光検出器１２３と、フィルタ１０５と、第２光電変換素子１０４を有する第２光検出器１２４とを含んで構成されている。レンズ１０６は後方出射光を平行光束にして出力している。分岐板１０２は、その平行光束を分岐した分岐光と、その平行光束を透過した透過光とを出力している。第１光検出器１２３に備えられた第１光電変換素子１０３は、分岐光を受光して、その分岐光に対応する信号電荷を出力している。第１光検出器１２３は、第１光電変換素子１０３から供給される信号電荷に応答して電気信号を出力している。フィルタ１０５は、分岐板１０２から出力される透過光をフィルタリングして、所定の波長の透過光を第２光電変換素子１０４に供給している。第２光検出器１２４に備えられた第２光電変換素子１０４は、フィルタ１０５を介して供給される透過光を受光して、その透過光に対応する信号電荷を出力している。第２光検出器１２４は、第２光電変換素子１０４から供給される信号電荷に応答して電気信号を出力している。
【０００９】
従来の光送信モジュール１１０において、上述の複数の光学デバイスは、筐体１２０内部に設けられた温度調節装置１２１上に備えられている。また、それらの光学デバイスは、基板１２２の作用により一定の温度に制御されている。
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−１８５０７５号公報
【特許文献２】特開平９−１２１０７０号公報
【特許文献３】特開平６−３４９１００号公報
【特許文献４】特許第２６０１８０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
図２は、図１に示す半導体レーザ１０１の発振波長と、その半導体レーザ１０１からの出射光が分岐板１０２で分岐された分岐光が、第１光電変換素子１０３に入射した時に第１光検出器１２３から出力されるモニタ電流との対応を示す模式的なグラフである。図２を参照すると、光出力モニタ電流１４１は、半導体レーザ１０１からの出射光が、分岐板１０２で分岐され、直接第１光電変換素子１０３に入射した時に流れる光出力モニタ電流を示している。波長モニタ電流１４２は、例えば、エタロン型の波長フィルタを通過させた後、その透過光が第２光電変換素子１０４に入射した時に流れる波長モニタ電流を示している。
【００１２】
半導体レーザ１０１の発振波長は、素子の温度だけではなく、半導体レーザの注入電流を変化させることでも変化する。換言すると、半導体レーザ１０１の光出力は、その半導体レーザの注入電流と温度に依存して変化する。
【００１３】
ここにおいて、従来の光送信モジュール１１０で、図２のグラフに基づいて、半導体レーザ１０１の光出力を一定に保ちながら発振波長を基準波長λ０に制御する場合を考える。例えば、検出された光出力モニタ電流１４１の電流値を第１電流Ｉ１とし、波長モニタ電流１４２の電流値を第２電流Ｉ２とする。この場合において、
（第１電流Ｉ１+第２電流Ｉ２）及び（第１電流Ｉ１−第２電流Ｉ２）が一定になるように半導体レーザを制御すれば発振波長と光出力を同時に制御できる。
【００１４】
図２を参照すると、光出力モニタ電流１４１は理想的には直線的（点線で示されるような出力）であることが好ましい。しかしながら、従来の光送信モジュールでは、Ｑ１部〜Ｑ４部に示されるように、不安定な電流が出力される場合があった。
【００１５】
以下に、その不安定な電流が出力される要因を、図面を参照して説明する。図３は、上記波長安定化ユニット１２６を拡大して示す断面図である。ここにおいて、透過光１３４は、分岐板１０２を透過した後、フィルタ１０５に供給される光を示している。第１反射光１３５は、透過光１３４がフィルタ１０５の第１フィルタ面１１１で反射された反射光を示している。第２反射光１３６は、その第１反射光１３５が、分岐板１０２の内部に入射され、さらに、分岐板１０２の分岐板端部１１５で反射された反射光を示している。
【００１６】
図３を参照すると、従来の光送信モジュール１１０では、分岐板１０２で分岐された分岐光が入射される第１光電変換素子１０３に、第２反射光１３６が入射されている。この第２反射光１３６の作用により、第１光検出器１２３から出力される電流（図２の光出力モニタ電流１４１）は、発振波長に対応して線形的な出力とならず、Q１部〜Q４部のような不安定部分を有してしまっていた。
【００１７】
光送信モジュール１１０の第１光検出器１２３において、光出力モニタ電流１４１を図２の点線に示される直線に近づけるができれば、発振波長の制御を高精度化することができる。図３に示すように、上述のQ１部〜Q４部の波形は、透過率の波長依存性（すなわち反射率の波長依存性）を有するフィルタ１０５の第１フィルタ面１１１からの反射光が第１反射光１３５となって分岐板１０２に供給され、さらに、その第１反射光１３５が、分岐板１０２の分岐板端部１１５で反射され第２反射光１３６となって第１光電変換素子１０３へ入射することにより発生する。また、フィルタ１０５内を多重反射した多重反射光を含む半導体レーザ側への迷光が、第１反射光１３５と同様に、分岐板１０２の分岐板端部１１５で反射されて第２反射光１３６となり、その第２反射光１３６が第１光電変換素子１０３へ入射することによっても発生する。このように、従来の光送信モジュール１１０においても、光モニター電流の不安定要因は残留する。特にＤＷＤＭの光ファイバ通信システムの更なる大容量化のため、用いられる半導体レーザの発振波長間隔も100GHzから50GHz或いは25GHzと非常に狭くなってきており波長安定度の要求もそれに伴ってますます厳しくなってきている。従って、光源として用いられる光モニター電流のこの僅かな不安定要因も発振波長を安定化する上で問題となる。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
以下に、［発明を実施するための最良の形態］で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１９】
上記課題を解決するために、前方出射光（３１）と後方出射光（３２）とを出力する半導体レーザ（１）と、前記半導体レーザの温度を調節する温度調節手段（２１）と、前記後方出射光（３２）が入射され、前記後方出射光（３２）を反射した分岐光（３３）と前記後方出射光（３２）を透過した透過光（３４）とを出力する分岐板（２）と、前記分岐光（３３）を電気信号に変換する第１光電変換手段（３）と、前記透過光（３４）が入射され、前記透過光（３４）の波長に依存して透過率が連続的に変化する波長フィルタ（５）と、前記波長フィルタ（５）を透過したフィルタ透過光を受光し、前記フィルタ透過光を電気信号に変換する第２光電変換手段（４）とを具備する光送信モジュール（１０）を構成する。
【００２０】
ここにおいて、前記分岐板（２）は、前記波長フィルタ（５）の入射面（１１）で反射された前記透過光（３４）が、前記分岐板（２）の側端面部分を介して前記第１光電変換手段（３）に入射するのを防止する迷光防止手段（１５）を備えて構成される。
【００２１】
分岐板２の迷光防止手段（１５）は、所定の形状の側端面によって構成されている。この構成によって、波長フィルタ（５）からの反射光は、光出力モニタ用の第１光電変換手段（３）が位置する方向とは異なる方向に出力される。光出力モニタ用の第１光電変換手段（３）への反射光が入射されることを抑制することで、光出力モニタ電流を安定化させている。
【００２２】
また、上記課題を解決するために、前方出射光（３１）と後方出射光（３２）とを出力する半導体レーザ（１）と、前記後方出射光（３２）を反射した分岐光（３３）と前記後方出射光（３２）を透過した透過光（３４）を出力する分岐板（２）と、前記分岐光（３３）を受け、前記分岐光（３３）を電気信号に変換した第１信号を出力する第１光電変換素子（３）と、前記透過光（３４）を受け、前記透過光（３４）を電気信号に変換した第２信号を出力する第２光電変換素子（４）と、前記第２光電変換素子（４）と前記分岐板との間に設けられた波長フィルタ（５）とを具備する光送信モジュールを構成しても良い。
【００２３】
この場合において、前記波長フィルタ（５）は、前記透過光（３４）の受光する第１フィルタ面（１１）と、前記第１フィルタ面（１１）に対向する第２フィルタ面（１２）とを備えていることが好ましい。また、前記分岐板（２）は、前記後方出射光（３２）を受ける第１分岐板面（１３）と、前記分岐板（２）を透過した前記透過光（３４）を出力する第２分岐板面（１４）と、前記第１分岐板面（１３）と前記第２分岐板面（１４）との各々に隣接する端部（１５）とを備えていることが好ましい。
【００２４】
ここにおいて、前記端部（１５）は、前記第１フィルタ面（１１）によって反射された反射光（３５）を前記第２分岐板面（１４）を介して受光し、前記反射光（３５）を受光したときに、前記反射光（３５）が前記第１光電変換素子（３）の受光面へ再反射されることを抑制する。
【発明の効果】
【００２５】
本願発明の光送信モジュールは、ビームスプリッタ等の分岐板の側端面に、フィルタからの反射光が分岐板の側端面を経て光出力モニタ用の光電変換素子側へ反射することを抑制する構成を備えている。
【００２６】
これにより、ビームスプリッタ等の分岐板の側端面を経て光出力モニタ用の光電変換素子へ進入するフィルタからのレーザ側への反射戻り光を低減し、光出力モニタ電流（光出力モニタ信号）の微小な揺らぎを低減できる。これによって、光出力、波長モニタ特性を安定させることが可能となり、半導体レーザの発振波長を安定化させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
［第１の実施形態］
以下に、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明を行う。図４は、本実施形態の光通信システムに適用される光送信モジュール１０の構成を例示す断面図である。本実施形態の光送信モジュール１０は、前方出射光３１と後方出射光３２とを拡散放射する半導体レーザ１と、その前方出射光３１に応答して信号光を光ファイバ１７に供給する信号光生成部２５と、後方出射光３２に応答して半導体レーザ１から出射されるレーザ光の波長を検出し、その半導体レーザ光の波長を安定化させる機能を有する波長安定化ユニット２６と、温度検出用サーミスタ１８とを含んで構成されている。本実施形態における光送信モジュール１０は、筐体２０の内部に構成されている。半導体レーザ１は、基板２２を備えた温度調節装置２１に実装されている。半導体レーザ１は、基板２２の作用によって、駆動中における温度の調整ができるようになっている。
【００２８】
図４を参照すると、信号光生成部２５は、第１結合用レンズ７と、光アイソレータ８と第２結合用レンズ９とを備えている。第１結合用レンズ７は、半導体レーザ１から出射される前方出射光３１を平行光束に変換して光アイソレータ８に供給している。光アイソレータ８は、第１結合用レンズ７を介して出力される前方出射光３１が、第２結合用レンズ９などによって反射され、第１結合用レンズ７や半導体レーザ１に戻るのを抑制している。第２結合用レンズ９は、光アイソレータ８を介して出力される前方出射光３１を、コネクタ１６の受光点に集光している。信号光生成部２５は、筐体２０に組み込まれている。図１に示されているように、筐体２０にはコネクタ１６を介して光ファイバ１７が接続されている。信号光生成部２５は、その光ファイバ１７を介して光通信用の信号光を出射している。
【００２９】
また、波長安定化ユニット２６は、レンズ６と、分岐板２と、第１光電変換素子３を有する第１光検出器２３と、フィルタ５と、第２光電変換素子４を有する第２光検出器２４とを含んで構成されている。レンズ６は後方出射光３２を平行光束に変換した、平行後方出射光３６を出力している。分岐板２は、その平行化後方出射光３６を第１分岐板面１３で分岐（反射）させた分岐光３３を出力している。また、分岐板２は、その平行化後方出射光３６を透過させた透過光３４を第２分岐板面１４から出力している。フィルタ５は、第１フィルタ面１１と第２フィルタ面１２とを含んで構成されている。第１フィルタ面１１は、分岐板２から出力される透過光３４を受ける。分岐板２は、その透過光３４の所定の波長をフィルタリングして第２フィルタ面１２から第２光電変換素子４に供給している。
【００３０】
第１光電変換素子３と第１光検出器２３とで構成される第１光検出ユニットは温度調節装置２１上に構成されている。同様に、第２光電変換素子４と第２光検出器２４とで構成される第２光検出ユニットは、温度調節装置２１上に構成されている。第１光検出器２３に備えられた第１光電変換素子３は、分岐光３３を受光して、その分岐光３３に対応する信号電荷を第１光検出器２３に出力している。第１光検出器２３は、第１光電変換素子３から供給される信号電荷に応答して第１電気信号を出力している。第２光検出器２４に備えられた第２光電変換素子４は、フィルタ５を介して供給される透過光３４を受光して、その透過光３４に対応する信号電荷を第２光検出器２４に出力している。第２光検出器２４は、第２光電変換素子４から供給される信号電荷に応答して第２電気信号を出力している。
【００３１】
波長安定化ユニット２６は、第１電気信号と第２電気信号とを、演算回路（図示されず）に出力している。その演算回路は、第１電気信号と第２電気信号の和と差から、半導体レーザ１の光出力の変動と発振波長の変動を検知する。その演算回路は、検知した変動に対応して、第１電気信号が所望の光出力から定まる所定の値になるように制御信号を出力する。また、その演算回路は、検知した変動に対応して、第２電気信号が安定化の目標とする基準波長λ０から定まる所定の値になるような制御信号を出力する。その制御信号は、半導体レーザ１の注入電流を調節する注入電流調節装置（図示されず）と、半導体レーザ１の温度を調節する温度調節装置２２の少なくとも一方に連続的にフィードバックされる。これによって、波長安定化ユニット２６は半導体レーザ１の光出力及び発振波長を安定化させている。
【００３２】
上述のように、半導体レーザ１、信号光生成部２５、波長安定化ユニット２６および温度検出用サーミスタ１８は、基板２２を有する温度調節装置２１上に構成されている。したがって、温度調節装置２１上に構成されたそれらの光学部品は、基板２２の作用により一定の温度に制御される。
【００３３】
フィルタ５は、出射点、すなわち半導体レーザ１への反射戻り光が生じないように、後方出射光３２の光軸と直交する平面（以下、基準平面３７と呼ぶ。）に対して傾斜して（平行にならないように）構成されている。またここにおいて、第２光検出ユニットに設けられた第２光電変換素子４を、半導体レーザ１への反射戻り光が生じないように、基準平面３７に対して傾斜して（平行にならないように）構成してもよい。
【００３４】
図４を参照すると、分岐板２は、分岐板端部１５を含んで構成されている。分岐板端部１５は、フィルタ５の第１フィルタ面１１からの反射光が、分岐板２の分岐板端部１５で再び反射されて第１光電変換素子３へ入射するのを防止する手段として作用している。また、分岐板端部１５は、フィルタ５の内部を多重反射した多重反射光を含む半導体レーザ側への迷光が、分岐板２の分岐板端部１５で再び反射されて第１光電変換素子３へ入射するのを防止する手段として作用している。
【００３５】
以下に、本実施形態における波長安定化ユニット２６の詳細な構成に関して説明を行う。図５は、本実施形態における波長安定化ユニット２６の詳細な構成を例示する断面図である。上述のように、分岐板２は第１分岐板面１３と第２分岐板面１４とを含んで構成されている。図５を参照すると、本実施形態における分岐板２は、基準平面３７に対する第１分岐板面１３の角度が、配置角θとなるように構成されている。また、本実施形態における分岐板２の分岐板端部１５は、第２分岐板面１４に垂直な面とのなす角が第１角度αの平面で構成されている。
【００３６】
この場合おいて、フィルタ５の第１フィルタ面１１で反射され、分岐板２の第２分岐板面１４へ入射する反射光３５の入射角を第２角度βとし、出射角を第３角度γとしたとき、
γ＜α＜９０°
となるように分岐板２の分岐板端部１５を構成する。
【００３７】
図５に示されているように、分岐板２の分岐板端部１５を構成することで、フィルタ５の第１フィルタ面１１から供給される反射光３５は、第１光電変換素子３が位置する方向とは異なる方向に出力される。これによって、光出力モニタ用の第１光電変換素子３への反射光を抑制することができ、光出力モニタ電流を安定化することができる。つまり、従来の光出力モニタ電流に含まれていた不安定部分（例えば、図２のＱ１部〜Ｑ４部）が発生することを抑制し、線形的な光出力モニタ電流を出力することが可能となる。したがって、本実施形態の半導体レーザ１は、従来の光送信モジュール１１０に比較して、発振波長の制御を高精度に実行することができる。
【００３８】
［第２実施形態］
以下に、図面を参照して、本発明の第２の実施形態について説明を行う。図６は、第２実施形態の波長安定化ユニット２６の構成を例示する断面図である。第２実施形態における波長安定化ユニット２６は、第１実施形態と異なる構成の分岐板２を備えている。図６を参照すると、第２実施形態の分岐板２の分岐板端部１５は、第１端部１５ａと第２端部１５ｂとを含んで構成されている。
【００３９】
第２実施形態における分岐板２は、基準平面３７に対して、第１分岐板面１３の角度が第１配置角θ１となるように構成されている。図６に示されているように、第１端部１５ａは、基準平面３７に平行に構成されている。したがって、図６に示されているように、分岐板２の第１端部１５ａは、第１分岐板面１３とのなす角が第２配置角θ２（１８０°−第１配置角θ１）となる。また、第２端部１５ｂは、第２分岐板面１４に垂直な面に対する角度が第１角度αとなるように構成されている。
【００４０】
ここにおいて、フィルタ５の第１フィルタ面１１で反射され、分岐板２の第２分岐板面１４へ入射する反射光３５の入射角を第２角度βとし、出射角を第３角度γとしたとき、
γ＞θ１、かつ、γ＜α≦９０°
となるように分岐板２を構成する。
【００４１】
これによって、第２実施形態の分岐板２は、第１実施形態の分岐板２と同様に、 フィルタ５の第１フィルタ面１１から供給される反射光３５を、第１光電変換素子３が位置する方向とは異なる方向に出力する。そのため、第２実施形態の分岐板２は、光出力モニタ用の第１光電変換素子３への反射光を抑制することができ、光出力モニタ電流を安定化することができる。
【００４２】
［第３実施形態］
以下に、図面を参照して、本発明の第３の実施形態について説明を行う。図７は、本発明の第３実施形態における分岐板２の構成を例示する斜視図である。図７を参照すると、第３実施形態の分岐板２は、概ね直方体で構成されている。
【００４３】
図８は、第３実施形態の分岐板２の構成を例示する三面図である。図８を参照すると、第３実施形態における分岐板２は、第１分岐板面４１と、第２分岐板面４２と、第１側面４３と、第２側面４４と、第３側面４５と、第４側面４６とを含んで構成されている。本実施形態の分岐板２が光送信モジュール１０に設けられた場合、第１分岐板面４１は、平行化後方出射光３６を受光する受光面となる。第１分岐板面４１は、その平行化後方出射光３６を反射させて分岐光３３を出力する。同時に第１分岐板面４１は、平行化後方出射光３６を透過させて第２分岐板面４２に供給する。したがって、この場合における第２分岐板面４２は、透過光３４を出力する面となる。
【００４４】
図９は、第３の実施形態の分岐板２の断面を例示する断面図である。図９の（ａ）は、図８の点Ｘ−点Ｘ’における断面を例示している。また、図９の（ｂ）は、図８の点Ｙ−点Ｙ’における断面を例示している。図９を参照すると、第３実施形態の分岐板２は、第１分岐板面４１（または第２分岐板面４２）に対応する側面領域（第１領域５１〜第４領域５４）に、透過光受光面４７を備えている。
【００４５】
以下に、第３実施形態の側面領域（第１領域５１〜第４領域５４）の詳細に関し、図面を参照して説明を行う。なお、各側面領域は、概ね同様の構成であるので、以下では第１領域５１に対応して説明を行う。図１０は、第３実施形態の断面における第１領域５１の構成を例示する断面図である。図１０を参照すると、第１領域５１には、第１側面４３に対応する透過光受光面４７が構成されている。この透過光受光面４７は、例えば、チタン酸化膜（TiO2膜）、シリコン酸化膜（SiO2）及びこれらを積層した多層膜を含むコーティング膜を付着させることによって構成される。これらの膜は、無反射膜として作用する。
【００４６】
第３実施形態における分岐板２は、その側面に備えられた透過光受光面４７の作用によって、分岐板２の側端面（第１側面４３〜第４側面４６）にフィルタ５からの反射光３５が照射された場合であっても、光出力モニタ用の第１光電変換素子３に、その反射光３５が供給されることを抑制している。これによって、第３実施形態の分岐板２は、側端面（第１側面４３〜第４側面４６）の形状を研削等により加工することなく、従来の１３６のような迷光を大幅に低減でき、光出力モニタ電流を安定化することができる。
【００４７】
第３の実施形態において、上述のような透過光受光面４７以外にも、例えば、黒アルマイト処理のような側端面を黒化する処理を施すことで、透過光受光面４７を構成することができる。
【００４８】
［第４実施形態］
以下に、図面を参照して、本発明の第４実施形態について説明を行う。なお、第４実施形態における分岐板２の構成の概略は、図８に例示される分岐板２と同様である。第４実施形態における分岐板２の各側面（第１側面４３〜第４側面４６）には、分岐板２の内部を透過した光を乱反射させる機能を有している。図１１は、第４実施形態における分岐板２の断面を例示する断面図である。図１１の（ａ）は、図８に例示される分岐板２を第４実施形態に対応させた場合における、点Ｘ−点Ｘ’の断面を例示している。同様に、図１１の（ｂ）は、図８の点Ｙ−点Ｙ’における断面を例示している。図１１を参照すると、第４実施形態の分岐板２は、第１分岐板面４１（または第２分岐板面４２）に対応する側面領域（第１領域５１〜第４領域５４）に、分岐板２の内部を透過した光を乱反射させる透過光受光面４７を備えている。
【００４９】
以下に、第４実施形態の側面領域（第１領域５１〜第４領域５４）の詳細に関し、図面を参照して説明を行う。なお、各側面領域は、概ね同様の構成であるので、以下では第１領域５１に対応して説明を行う。図１２は、第４実施形態の断面における第１領域５１の構成を例示する断面図である。図１２を参照すると、第４実施形態における分岐板２の第１側面４３は、粗面加工によって、透過光受光面４７が形成されている。分岐板２の側面領域（第１領域５１〜第４領域５４）に対して実行される粗面加工処理としては、例えばサンドブラスト処理などが例示される。第４実施形態の分岐板２は、第３実施液体の分岐板２と同様に、その側面に備えられた透過光受光面４７の作用によって、分岐板２の側端面（第１側面４３〜第４側面４６）にフィルタ５からの反射光３５が照射された場合であっても、光出力モニタ用の第１光電変換素子３に、その反射光３５が供給されることを抑制している。これによって、第４実施形態の分岐板２は、側端面（第１側面４３〜第４側面４６）の形状を研削等により加工することなく、従来の１３６のような迷光を大幅に低減でき、光出力モニタ電流を安定化することができる。
【００５０】
上述の第３実施形態または第４実施形態において、分岐板２の側端面の全周について無反射膜として作用する膜をコーティングする構成や、粗面加工をする構成を例示した。上述の実施形態における透過光受光面４７においては、このような構成に限定されること無い。上述の実施形態における分岐板２は、透過光受光面４７が、少なくとも光が照射される領域について上記のような構成であればよい。
【００５１】
また、上述してきた複数の実施形態は、その構成や動作に矛盾が生じない場合において、組み合わせて実行することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１は、従来の光通信システムで用いられる光送信モジュールの構成を示す断面図である。
【図２】図２は、従来の光送信モジュールにおける、半導体レーザ１０１の発振波長と、その時のモニタ電流との対応を示すグラフである。
【図３】図３は、波長安定化ユニット１２６を示す断面図である。
【図４】図４は、本発明の光通信システムに適用される光送信モジュール１０の、第１実施形態の構成を例示す断面図である。
【図５】図５は、本実施形態における波長安定化ユニット２６の詳細な構成を例示する断面図である。
【図６】図６は、本発明の第２実施形態の波長安定化ユニット２６の構成を例示する断面図である。
【図７】図７は、本発明の第３実施形態における分岐板２の構成を例示する斜視図である。
【図８】図８は、第３実施形態の分岐板２の構成を例示する三面図である。
【図９】図９は、第３の実施形態の分岐板２の断面を例示する断面図である。
【図１０】図１０は、第３実施形態の断面における第１領域５１の構成を例示する断面図である。
【図１１】図１１は、第４実施形態における分岐板２の断面を例示する断面図である。
【図１２】図１２は、第４実施形態の断面における第１領域５１の構成を例示する断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１…半導体レーザ
２…分岐板
３…第１光電変換素子
４…第２光電変換素子
５…フィルタ
６…レンズ
７…第１結合用レンズ
８…光アイソレータ
９…第２結合用レンズ
１０…光送信モジュール
１１…第１フィルタ面
１２…第２フィルタ面
１３…第１分岐板面
１４…第２分岐板面
１５…分岐板端部
１５ａ…第１端部
１５ｂ…第２端部
１６…コネクタ
１７…光ファイバ
１８…温度検出用サーミスタ
２０…筐体
２１…温度調節装置
２２…基板
２３…第１光検出器
２４…第２光検出器
２５…信号光生成部
２６…波長安定化ユニット
３１…前方出射光
３２…後方出射光
３３…分岐光
３４…透過光
３５…反射光
３６…平行化後方出射光
３７…基準平面
４１…第１分岐板面
４２…第２分岐板面
４３…第１側面
４４…第２側面
４５…第３側面
４６…第４側面
４７…透過光受光面
５１…第１領域
５２…第２領域
５３…第３領域
５４…第４領域
θ…配置角
θ１…第１配置角
θ２…第２配置角
α…第１角度
β…第２角度
γ…第３角度
１０１…半導体レーザ
１０２…分岐板
１０３…第１光電変換素子
１０４…第２光電変換素子
１０５…フィルタ
１０６…レンズ
１０７…第１結合用レンズ
１０８…光アイソレータ
１０９…第２結合用レンズ
１１０…光送信モジュール
１１１…第１フィルタ面
１１５…分岐板端部
１１６…コネクタ
１１７…光ファイバ
１１８…温度検出用サーミスタ
１２０…筐体
１２１…温度調節装置
１２２…基板
１２３…第１光検出器
１２４…第２光検出器
１２５…信号光生成部
１２６…波長安定化ユニット
１３４…透過光
１３５…第１反射光
１３６…第２反射光
１４０…グラフ
１４１…光出力モニタ電流
１４２…波長モニタ電流
Ｉ１…第１電流
Ｉ２…第２電流
【図１】
2008053466.tif 000003
【図２】
2008053466.tif 000004
【図３】
2008053466.tif 000005
【図４】
2008053466.tif 000006
【図５】
2008053466.tif 000007
【図６】
2008053466.tif 000008
【図７】
2008053466.tif 000009
【図８】
2008053466.tif 000010
【図９】
2008053466.tif 000011
【図１０】
2008053466.tif 000012
【図１１】
2008053466.tif 000013
【図１２】
2008053466.tif 000014