(57)【要約】【課題】衝撃や振動による構成部品間の光軸のずれを小さく抑えることができる光モジュールの組み立て方法、光モジュール、及び光通信システムを提供する。【解決手段】合分波モジュール１１は、スリーブ２３及びハウジング２７を備えている。スリーブ２３には、光ファイバ１３ｂを保持しているフェルール２５が挿入されている。ハウジング２７は、光路１９ａを屈折させて光ファイバ１３ｂに入出射させるレンズ１５ｂを支持している。スリーブ２３は、光ファイバ１３ｂの軸が光路１９ａと一致するようにハウジング２７との相対位置が調整される。そして、スリーブ２３はハウジング２７にＹＡＧレーザ光を用いたスポット溶接によって固定される。このとき、溶接部分３３ａ〜３３ｃが形成される。溶接部分３３ａ〜３３ｃは、最大径Ｗ２が最大深さＤ２の半分以下になるように形成される。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザによるスポット溶接を行い、構成する部品同士の光軸を固定する光モジュールの組み立て方法であって、
前記スポット溶接により形成される溶接部分において、深さ方向に対し直交する断面の最大径が該溶接部分の最大深さの半分以下となるように前記スポット溶接を行うことを特徴とする光モジュールの組み立て方法。
【請求項２】
前記レーザの伝搬経路として、グレーデッドインデックス型光ファイバを用いることを特徴とする請求項１に記載の光モジュールの組み立て方法。
【請求項３】
前記部品同士の接合面において少なくとも３箇所をスポット溶接により固着するとともに、該少なくとも３箇所の溶接部分それぞれの前記最大深さＤと前記最大径Ｗとの比（Ｄ／Ｗ）の当該溶接部分間の相互誤差を５％以下とすることを特徴とする請求項１に記載の光モジュールの組み立て方法。
【請求項４】
前記部品同士を前記スポット溶接により固定するときに、該部品同士の接合面に９．８×１０−２Ｎ以下の加圧荷重を加えることを特徴とする請求項１に記載の光モジュールの組み立て方法。
【請求項５】
前記レーザの照射時間を３ミリ秒以下とすることを特徴とする請求項１に記載の光モジュールの組み立て方法。
【請求項６】
構成部品同士がスポット溶接により固定されており、
前記スポット溶接により形成された溶接部分において、深さ方向に対し直交する断面の最大径が該溶接部分の最大深さの半分以下であることを特徴とする光モジュール。
【請求項７】
光を伝搬する光ファイバと、
前記光ファイバの端部を保持するスリーブと、
前記光ファイバと光学的に結合され、前記光ファイバの前記端部において入出射される前記光を集光するレンズと、
前記レンズを保持するハウジングと
を備え、
前記スリーブと前記ハウジングとの接合面が、スポット溶接により互いに固定されており、
前記スポット溶接により形成された溶接部分において、深さ方向に対し直交する断面の最大径が該溶接部分の最大深さの半分以下であることを特徴とする光モジュール。
【請求項８】
前記部品同士の接合面において少なくとも３箇所がスポット溶接により固着されており、該少なくとも３箇所の溶接部分それぞれの前記最大深さＤと前記最大径Ｗとの比（Ｄ／Ｗ）の当該溶接部分間の相互誤差が５％以下であることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の光モジュール。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれか一項に記載の光モジュールを備えることを特徴とする光通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ溶接による光モジュールの組み立て方法、光モジュール、及び光通信システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
合分波モジュール、発光モジュール、または受光モジュール等のような光モジュールにおける各構成部品間の光軸の固定には、ＹＡＧレーザスポット溶接が広く用いられている。また、光モジュールの各構成部品間の光軸を固定する際には、構成部品間の光軸のずれを小さく抑える必要がある。非特許文献１では、ＹＡＧレーザスポット溶接時の光軸のずれについて検討している。
【０００３】
【非特許文献１】
山内、小野寺、谷澤、石川；「ＹＡＧレーザスポット溶接による光軸固定に関する一考察」１９９１年電子情報通信学会秋期大会Ｃ−１５９、４−１８９ページ
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光モジュールにおいては、安定した光学特性を得るために、光軸を固定するときに光軸のずれを小さく抑えるだけでなく、組み立て後の衝撃や振動により構成部品間の溶接部分が破断しないように該溶接部分の機械的強度を高めることも重要である。
【０００５】
本発明は、構成部品間の溶接部分の機械的強度を高めることができる光モジュールの組み立て方法、光モジュール、及び光通信システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による光モジュールの組み立て方法は、レーザによるスポット溶接を行い、構成する部品同士の光軸を固定する光モジュールの組み立て方法であって、スポット溶接により形成される溶接部分において、深さ方向に対し直交する断面の最大径が該溶接部分の最大深さの半分以下となるようにスポット溶接を行うことを特徴とする。発明者らは、溶接部分において深さ方向に対し直交する断面の最大径が該溶接部分の最大深さよりも小さいほど溶接部分の機械的強度が増し、半分以下であれば充分に大きな機械的強度が得られることを見出した。従って、この組み立て方法により、光モジュールの構成部品間における溶接部分の機械的強度を高めることができる。
【０００７】
また、光モジュールの組み立て方法は、レーザの伝搬経路として、グレーデッドインデックス型光ファイバ（以下、ＧＩ型光ファイバという）を用いることを特徴としてもよい。これによって、溶接部分において深さ方向に対し直交する断面の最大径が該溶接部分の最大深さの半分以下となるようなレーザスポット溶接を容易に行うことができる。
【０００８】
また、光モジュールの組み立て方法は、部品同士の接合面において少なくとも３箇所をスポット溶接により固着するとともに、該少なくとも３箇所の溶接部分それぞれの最大深さＤと最大径Ｗとの比（Ｄ／Ｗ）の当該溶接部分間の相互誤差を５％以下とすることを特徴としてもよい。発明者らは、比（Ｄ／Ｗ）の溶接部分間の相互誤差が大きくなるほど構成部品間の光軸の軸ずれ量が増大し、相互誤差が５％を超えると軸ずれ量の増大が顕著となることを見出した。従って、この組み立て方法により、構成部品間の光軸のずれを小さく抑えることができる。
【０００９】
また、光モジュールの組み立て方法は、部品同士をスポット溶接により固定するときに、該部品同士の接合面に９．８×１０−２Ｎ（１０ｇ）以下の加圧荷重を加えることを特徴としてもよい。発明者らは、スポット溶接の際に部品同士の接合面に加える加圧荷重が大きくなるほど構成部品間の光軸の軸ずれ量が増大し、加圧荷重が９．８×１０−２Ｎを超えると軸ずれ量の増大が顕著となることを見出した。従って、この組み立て方法により、構成部品間の光軸のずれをさらに小さく抑えることができる。
【００１０】
また、光モジュールの組み立て方法は、レーザの照射時間を３ミリ秒以下とすることを特徴としてもよい。発明者らは、レーザの照射時間が長くなるほど構成部品間の光軸の軸ずれ量が増大し、照射時間が３ミリ秒を超えると軸ずれ量の増大が顕著となることを見出した。従って、この組み立て方法により、構成部品間の光軸のずれをさらに小さく抑えることができる。
【００１１】
また、本発明による光モジュールは、構成部品同士がスポット溶接により固定されており、スポット溶接された溶接部分において、深さ方向に対し直交する断面の最大径が該溶接部分の最大深さの半分以下であることを特徴とする。溶接部分において深さ方向に対し直交する断面の最大径が該溶接部分の最大深さよりも小さいほど溶接部分の機械的強度が増し、半分以下であれば充分に大きな機械的強度が得られる。従って、この光モジュールの構成により、構成部品間の溶接部分の機械的強度が高められた光モジュールを提供することができる。
【００１２】
また、本発明による光モジュールは、光を伝播する光ファイバと、光ファイバの端部を保持するスリーブと、光ファイバと光学的に結合され、光ファイバの端部において入出射される光を集光するレンズと、レンズを保持するハウジングとを備え、スリーブとハウジングとの接合面が、スポット溶接により互いに固定されており、スポット溶接により形成された溶接部分において、深さ方向に対し直交する断面の最大径が該溶接部分の最大深さの半分以下であることを特徴とする。スリーブとハウジングとの間の溶接部分において深さ方向に対し直交する断面の最大径が該溶接部分の最大深さよりも小さいほど溶接部分の機械的強度が増し、半分以下であれば充分に大きな機械的強度が得られる。従って、この光モジュールの構成により、スリーブとハウジングとの間の溶接部分の機械的強度が高められた光モジュールを提供することができる。
【００１３】
また、光モジュールは、部品同士の接合面において少なくとも３箇所がスポット溶接により固着されており、該少なくとも３箇所の溶接部分それぞれの最大深さＤと最大径Ｗとの比（Ｄ／Ｗ）の当該溶接部分間の相互誤差が５％以下であることを特徴としてもよい。比（Ｄ／Ｗ）の相互誤差が大きくなるほど構成部品間の光軸の軸ずれ量が増大し、相互誤差が５％を超えると軸ずれ量の増大が顕著となる。従って、この光モジュールによれば、構成部品間の光軸のずれを小さく抑えることができる。
【００１４】
本発明による光通信システムは、上記した光モジュールを備えることを特徴とする。これにより、衝撃や振動に強い光通信システムを提供することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１６】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明による光モジュールの第１実施形態としての合分波モジュールを示す図である。この合分波モジュール１１は、３個のポートＰａ〜Ｐｃを有しており、ポートＰａに入射した光を分波して、ポートＰｂから所定波長の光を出射するとともに、ポートＰｃから残りの波長成分を含む光を出射する機能を有する。あるいは、合分波モジュール１１は、ポートＰｂから所定波長の光を入射するとともに、ポートＰｃからそれ以外の波長成分を含む光を入射し、ポートＰｂから入射した光とポートＰｃから入射した光とを合波してポートＰａから出射する機能を有する。
【００１７】
図１を参照すると、合分波モジュール１１は、レンズ１５ａ〜１５ｃ、及びフィルタ２１を備えている。また、ポートＰａ〜Ｐｃそれぞれの位置には、合分波モジュール１１の外部から延びている光ファイバ１３ａ〜１３ｃそれぞれの端面が位置している。また、光ファイバ１３ａ及び１３ｃの端面と、光ファイバ１３ｂの端面とは互いに対向するように配置されている。
【００１８】
レンズ１５ａ〜１５ｃぞれぞれは、光ファイバ１３ａ〜１３ｃそれぞれに光学的に結合されている。レンズ１５ａ〜１５ｃぞれぞれは、互いの光軸が所定の間隔をおいて略平行になるように配置されている。また、フィルタ２１は、光ファイバ１３ｂとの間にレンズ１５ｂを挟む位置に、レンズ１５ａ〜１５ｃの光軸に垂直に設けられている。
【００１９】
光ファイバ１３ａ〜１３ｃそれぞれの相互の位置関係は次のとおりである。すなわち、光ファイバ１３ａは、光ファイバ１３ａの端面において入出射される光の光路１９ａがレンズ１５ａにより所定の角度を屈折するように、レンズ１５ａの光軸から所定距離を平行移動した軸上に固定される。また、光ファイバ１３ｂは、レンズ１５ｂの光軸から所定距離を平行移動した軸上に固定されている。ここで、光路１９ａは、レンズ１５ｂにおいて、レンズ１５ａにおける屈折とは逆の方向に所定の角度だけ屈折する。すなわち、光路１９ａは、レンズ１５ｂによってコリメートされる。光ファイバ１３ｂは、レンズ１５ｂによってコリメートされた光路１９ａと光ファイバ１３ｂの軸とが一致するように配置されている。なお、光路１９ａは、その途中でフィルタ２１を通過する。フィルタ２１としては誘電体多層膜フィルタが用いられ、特定波長の光のみがフィルタ２１を透過し、他の波長の光はフィルタ２１において反射する。
【００２０】
光ファイバ１３ｃは、レンズ１５ｃの光軸から所定距離を平行移動した軸上に固定されている。ここで、フィルタ２１において反射した光は、光路１９ｂを通る。光路１９ｂは、レンズ１５ｃにおいて、レンズ１５ａにおける光路１９ａの屈折とは逆の方向に所定の角度屈折する。すなわち、光路１９ｂはレンズ１５ｃによってコリメートされる。光ファイバ１３ｃは、レンズ１５ｃによって屈折した光路１９ｂと光ファイバ１３ｃの軸とが一致するように配置されている。
【００２１】
図２（ａ）は、図１に示された合分波モジュール１１のポートＰｂ周辺部１２の構造を具体的に示す斜視図である。また、図２（ｂ）は、ポートＰｂ周辺部１２を光ファイバ１３ｂの方向から見た側面図、図３は、図２（ｂ）におけるポートＰｂ周辺部１２のＩ−Ｉ断面を示す縦断面図である。なお、ポートＰａ及びＰｃの周辺部もポートＰｂ周辺部１２と同様の構造を有している。
【００２２】
図２及び図３を参照すると、ポートＰｂ周辺部１２は、スリーブ２３、フェルール２５、ハウジング２７、及びベース部材２９を備えている。スリーブ２３は円筒形状を呈しており、光ファイバ１３ｂを支持しているフェルール２５が挿入されている。ハウジング２７はレンズ１５ｂを保持している。スリーブ２３とハウジング２７との位置関係は、レンズ１５ｂにより屈折した光路１９ａと光ファイバ１３ｂの軸とが一致するように定められている。スリーブ２３及びハウジング２７は、図２（ｂ）に示された溶接部分３３ａ〜３３ｃをＹＡＧレーザなどを用いてスポット溶接することにより互いに固定されている。溶接部分３３ａ〜３３ｃは、スリーブ２３及びハウジング２７の接合面の周囲に均等な間隔で配置される。
【００２３】
ベース部材２９は中空状に形成されており、光路１９ａが内部を通過できるようになっている。また、ベース部材２９は、図示しない構成によってフィルタ２１をレンズ１５ｂの光軸に対して垂直に固定している。ベース部材２９及びハウジング２７は、図２（ｂ）に示された溶接部分３１ａ〜３１ｃがＹＡＧレーザなどを用いたスポット溶接により固着されることで互いに固定されている。溶接部分３１ａ〜３１ｃは、ハウジング２７及びベース部材２９の接合面の周囲に均等な間隔で配置される。
【００２４】
溶接部分３１ａ〜３１ｃそれぞれは、図３に示すように、深さ方向に対し直交する断面の最大径Ｗ１が該溶接部分３１ａ〜３１ｃそれぞれの最大深さＤ１の半分以下となるように形成されている。溶接部分３３ａ〜３３ｃそれぞれについても同様に、最大径Ｗ２が最大深さＤ２の半分以下となるように形成されている。また、溶接部分３１ａ〜３１ｃは、溶接部分３１ａ〜３１ｃそれぞれの最大深さＤ１と最大径Ｗ１との比（Ｄ１／Ｗ１）の、溶接部分３１ａ〜３１ｃ間の相互誤差が５％以下となるように形成されている。換言すれば、溶接部分３１ａ〜３１ｃは、或る所定の比（Ｄ／Ｗ）から±２．５％以内に溶接部分３１ａ〜３１ｃそれぞれにおける比（Ｄ１／Ｗ１）が収まるように形成されている。溶接部分３３ａ〜３３ｃそれぞれについても同様に、Ｄ２とＷ２との比（Ｄ２／Ｗ２）の、溶接部分３３ａ〜３３ｃ間の相互誤差が５％以下となるように形成されている。
【００２５】
以上、合分波モジュール１１の構成を説明した。次に、合分波モジュール１１の組み立て方法を説明する。
【００２６】
図４（ａ）〜（ｃ）は、合分波モジュール１１のうち、ポートＰｂ周辺部１２の組み立て方法を示す工程図である。図４（ａ）は、ポートＰｂ周辺部１２を光軸調整する前の状態を示している。まず、レンズ１５ｂと光ファイバ１３ｂとの間にある光路１９ｂが、光ファイバ１３ｂの軸及びレンズ１５ｂの光軸と平行になるようにベース部材２９とハウジング２７との相対位置を調整する。次に、光路１９ｂと光ファイバ１３ｂの軸とが一致するように、スリーブ２３とハウジング２７との相対位置を調整する。こうして、ポートＰｂ周辺部１２は光軸調整されて図４（ｂ）に示す状態となる。
【００２７】
図４（ｂ）を参照すると、スリーブ２３、ハウジング２７、及びベース部材２９を互いに押し付ける方向に加圧荷重Ｆを加えている。加圧荷重Ｆとしては、９．８×１０−２Ｎ（１０ｇ）以下の力が好ましい。そして、スリーブ２３及びハウジング２７の接合面と、ハウジング２７及びベース部材２９の接合面とをレーザ溶接により固定する。
【００２８】
ここで、図５は、図４（ｂ）に示された工程で用いられるレーザ溶接装置を示す図である。図５を参照すると、レーザ溶接装置５０は、レーザ光源５３、光ファイバ５５ａ〜５５ｃ、レンズホルダ５７ａ〜５７ｃ、集光レンズ５９ａ〜５９ｃを備えている。
【００２９】
レーザ光源５３は、ＹＡＧレーザ光を生成する光源である。レーザ光源５３には３つの光ファイバ５５ａ〜５５ｃの一端が接続されており、光ファイバ５５ａ〜５５ｃの他端がレンズホルダ５７ａ〜５７ｃに接続されている。レンズホルダ５７ａ〜５７ｃぞれぞれは、内部に集光レンズ５９ａ〜５９ｃを有している。集光レンズ５９ａ〜５９ｃは、光ファイバ５５ａ〜５５ｃと光学的に結合されている。また、レンズホルダ５７ａ〜５７ｃは、ポートＰｂ周辺部１２の周囲に均等な間隔で配置されている。
【００３０】
レーザ溶接装置５０では、まず光ファイバ５５ａ〜５５ｃそれぞれにＹＡＧレーザ光を出射する。光ファイバ５５ａ〜５５ｃとしては、ＧＩ型光ファイバを用いることが好ましい。そして、光ファイバ５５ａ〜５５ｃそれぞれから、レンズホルダ５７ａ〜５７ｃそれぞれにＹＡＧレーザ光Ｙａ〜Ｙｃが提供される。レンズホルダ５７ａ〜５７ｃ内の集光レンズ５９ａ〜５９ｃそれぞれにおいて、光ファイバ５５ａ〜５５ｃそれぞれから受けたＹＡＧレーザ光Ｙａ〜Ｙｃそれぞれが集光される。そして、集光されたＹＡＧレーザ光Ｙａ〜Ｙｃそれぞれは、溶接対象であるポートＰｂ周辺部１２に照射される。
【００３１】
このとき、照射時間を３ｍｓ以下とすることが好ましい。すなわち、溶接部分を溶融させるのに必要なＹＡＧレーザ光エネルギーを、３ｍｓ以内に照射することが好ましい。また、ＹＡＧレーザ光Ｙａ〜Ｙｃを照射して形成される３箇所の溶接部分において、該３箇所の溶接部分それぞれの最大深さＤと最大径Ｗとの比（Ｄ／Ｗ）の当該溶接部分間の相互誤差が５％以下となるように、ＹＡＧレーザ光Ｙａ〜Ｙｃを照射することが好ましい。相互誤差を５％以下とする方法は、例えばＹＡＧレーザ光Ｙａ〜Ｙｃそれぞれを試験片に照射して溶接部分それぞれのＤ／Ｗを測り、ＹＡＧレーザ光Ｙａ〜Ｙｃそれぞれのレーザ強度を調整することにより実現できる。
【００３２】
再び図４（ｂ）を参照すると、スリーブ２３及びハウジング２７の接合面と、ハウジング２７及びベース部材２９の接合面とにＹＡＧレーザ光Ｙａ〜Ｙｃが照射されて、これらの接合面が固定される。図４（ｃ）は、スリーブ２３、ハウジング２７、及びベース部材２９が互いに固定された状態を示している。スリーブ２３及びハウジング２７の接合面と、ハウジング２７及びベース部材２９の接合面とにＹＡＧレーザ光Ｙａ〜Ｙｃが照射されることによって、溶接部分３１ａ〜３１ｃ及び３３ａ〜３３ｃが形成される。こうして、ポートＰｂ周辺部１２が組み立てられる。なお、合分波モジュール１１の他の部分についても、ポートＰｂ周辺部１２の組み立て方法と同様の方法により組み立てることができる。
【００３３】
上記した第１実施形態による合分波モジュール１１及びその組み立て方法の効果について説明する。図６（ａ）は、溶接部分３１ａ〜３１ｃ及び３３ａ〜３３ｃなどのスポット溶接部分において、深さ方向に対し直交する断面の最大径Ｗと該溶接部分の最大深さＤとの比（Ｄ／Ｗ）、及び溶接部分の破断強度の相関を示すグラフである。なお、破断強度の数値は規格化されている。図６（ａ）から明らかなように、（Ｄ／Ｗ）の値が０から２に近づくに従って、破断強度の値が急速に大きくなっている。また、（Ｄ／Ｗ）の値が２を超えると、破断強度の値はあまり大きくならない。
【００３４】
すなわち、発明者らは、例えば溶接部分３１ａ〜３１ｃ又は３３ａ〜３３ｃなどのスポット溶接部分において、深さ方向に対し直交する断面の最大径Ｗ１（又はＷ２）が該溶接部分の最大深さＤ１（又はＤ２）よりも小さいほど溶接部分３１ａ〜３１ｃ（又は３３ａ〜３３ｃ）の機械的強度が増すことを見出した。さらに、最大径Ｗ１（又はＷ２）が最大深さＤ１（又はＤ２）の半分以下（すなわち、（Ｄ／Ｗ）≧２）であれば、充分に大きな機械的強度が得られることを見出した。従って、上記した合分波モジュール１１及びその組み立て方法では、例えばスリーブ２３とハウジング２７との溶接部分における最大径Ｗ１を最大深さＤ１の半分以下とすることにより、スリーブ２３及びハウジング２７などの構成部品間の溶接部分における機械的強度を高めることができる。
【００３５】
また、深さ方向に対し直交する断面の最大径Ｗを該溶接部分の最大深さＤの半分以下になるように溶接部分を形成することによって、温度変化による溶接部分の変形も小さくなる。従って、上記した合分波モジュール１１及びその組み立て方法によれば、温度変化による構成部品間の溶接部分の変形を抑えることができる。
【００３６】
また、図６（ｂ）は、溶接部分３１ａ〜３１ｃ及び３３ａ〜３３ｃなどのスポット溶接部分へのレーザ照射時間と、スリーブ２３及びハウジング２７などの構成部品間の光軸の軸ずれ量との相関を示すグラフである。なお、軸ずれ量は規格化されている。図６（ｂ）から明らかなように、レーザ照射時間が長くなるに従って、軸ずれ量が増加している。そして、レーザ照射時間が３ｍｓを超えると、急速に軸ずれ量が増加している。すなわち、発明者らは、ＹＡＧレーザの照射時間が長くなるほど構成部品間の光軸の軸ずれ量が増大し、照射時間が３ミリ秒を超えると軸ずれ量の増大が顕著となることを見出した。従って、本実施形態による合分波モジュール１１の組み立て方法において、ＹＡＧレーザ光の照射時間を３ｍｓ以下とすることにより、スリーブ２３、ハウジング２７、及びベース部材２９などの構成部品間の光軸のずれを小さく抑えることができる。
【００３７】
また、図７（ａ）は、溶接部分３１ａ〜３１ｃの３箇所、又は溶接部分３３ａ〜３３ｃの３箇所といった、均等な間隔で配置された複数箇所の溶接部分それぞれの比（Ｄ／Ｗ）の溶接部分間の相互誤差と、構成部品間の光軸の軸ずれ量との相関を示すグラフである。なお、軸ずれ量は規格化されている。図７（ａ）から明らかなように、相互誤差が大きくなるに従って、軸ずれ量が増加している。そして、相互誤差が５％を超えると、急速に軸ずれ量が増加している。すなわち、発明者らは、比（Ｄ／Ｗ）の溶接部分間の相互誤差が大きくなるほど構成部品間の光軸の軸ずれ量が増大し、相互誤差が５％を超えると軸ずれ量の増大が顕著となることを見出した。従って、本実施形態による合分波モジュール１１及びその組み立て方法において、複数の溶接部分それぞれの比（Ｄ／Ｗ）の溶接部分間の相互誤差を５％以下とすることによって、構成部品間の光軸のずれをさらに小さく抑えることができる。
【００３８】
また、図７（ｂ）は、図４（ｂ）に示された加圧荷重Ｆと構成部品間の光軸の軸ずれ量との相関を示すグラフである。なお、軸ずれ量は規格化されている。図７（ｂ）から明らかなように、加圧荷重Ｆが大きくなるに従って、軸ずれ量が増加している。そして、加圧荷重Ｆが９．８×１０−２Ｎを超えると、急速に軸ずれ量が増加している。すなわち、発明者らは、レーザ溶接時に構成部品同士を押し付ける加圧荷重が大きくなるほど構成部品間の光軸の軸ずれ量が増大し、加圧荷重が９．８×１０−２Ｎを超えると軸ずれ量の増大が顕著となることを見出した。従って、本実施形態による合分波モジュール１１及びその組み立て方法において、構成部品同士をスポット溶接により固定するときに構成部品同士の接合面に加える加圧荷重を９．８×１０−２Ｎ以下とすることによって、構成部品間の光軸のずれをさらに小さく抑えることができる。
【００３９】
また、本実施形態による合分波モジュール１１の組み立て方法では、ＹＡＧレーザ光Ｙａ〜Ｙｃを照射するために用いる光ファイバ５５ａ〜５５ｃとして、ＧＩ型光ファイバを用いている。ここで、図８（ａ）は、ＧＩ型の光ファイバを用いてＹＡＧレーザ光を照射したときの溶接部分３１ａの断面形状を示している。また、図８（ｂ）は、例えばシングルモード光ファイバなどの他の光ファイバを用いてＹＡＧレーザ光を照射したときの溶接部分３２ａの断面形状を示している。図８（ａ）に示すとおり、ＧＩ型の光ファイバを用いると、最大径Ｄ１と最大深さＷ１との比（Ｄ１／Ｗ１）が大きい溶接部分を形成できる。一方、図８（ｂ）に示すとおり、他の光ファイバを用いると、最大径Ｄ３と最大深さＷ３との比（Ｄ３／Ｗ３）が小さい溶接部分しか形成できない。従って、本実施形態による合分波モジュール１１の組み立て方法において、ＧＩ型の光ファイバを用いることにより、溶接部分において深さ方向に対し直交する断面の最大径Ｗが該溶接部分の最大深さＤの半分以下となるようなＹＡＧレーザスポット溶接を容易に行うことができる。
【００４０】
（第２の実施の形態）
図９は、本発明による光通信システムの第２実施形態を示す構成図である。図９を参照すると、本実施形態の光通信システム１００は、光送信器１０２と光受信器１０４とを備えている。光送信器１０２と光受信器１０４とは、光ファイバ１３によって互いに接続されている。
【００４１】
光送信器１０２は、光送信モジュール１０８ａ〜１０８ｄ及び光合波器１０６を備えている。光送信モジュール１０８ａ〜１０８ｄそれぞれは、波長λａ〜λｄそれぞれの信号光を生成し、光送信器１０２内部の光ファイバを介して光合波器１０６に送る。光合波器１０６は、波長λａ〜λｄそれぞれの信号光を合波して光ファイバ１３へ出力する。
【００４２】
光受信器１０４は、光分波器１１０及び光受信モジュール１１２ａ〜１１２ｄを備えている。光分波器１１０は、光ファイバ１３から入力した光を波長λａ〜λｄそれぞれの信号光成分に分波して、光受信モジュール１１２ａ〜１１２ｄそれぞれに送る。光受信モジュール１１２ａ〜１１２ｄは、波長λａ〜λｄそれぞれの信号光成分を受信する。
【００４３】
図１０は、光分波器１１０の内部構成を示す図である。光分波器１１０は、合分波モジュール１１ａ〜１１ｃ、及び光ファイバ１３ａ〜１３ｇを備えている。合分波モジュール１１ａには、光ファイバ１３、１３ｂ、及び１３ｃが接続されている。合分波モジュール１１ａは、光ファイバ１３から入力した信号光を波長λａの信号光成分とその他の波長（λｂ、λｃ、λｄ）を含む信号光とに分波して、波長λａの信号光成分を光ファイバ１３ｂから出力するとともに、他の波長（λｂ、λｃ、λｄ）の信号光成分を光ファイバ１３ｃを介して合分波モジュール１１ｂに送る。合分波モジュール１１ｂも合分波モジュール１１ａと同様に、波長λｂの信号光成分を光ファイバ１３ｄから出力するとともに、他の波長（λｃ、λｄ）の信号光成分を光ファイバ１３ｅを介して合分波モジュール１１ｃに送る。合分波モジュール１１ｃも合分波モジュール１１ａ、１１ｂと同様に、波長λｃの信号光成分を光ファイバ１３ｆから出力するとともに、他の波長（λｄ）の信号光成分を光ファイバ１３ｇから出力する。
【００４４】
合分波モジュール１１ａ〜１１ｃとしては、上記した第１実施形態の合分波モジュール１１が用いられる。また、光分波器１１０と同様に、光合波器１０６においても、第１実施形態の合分波モジュール１１を用いることができる。すなわち、図１０に示された構成において、光ファイバ１３ｂ、１３ｄ、１３ｆ、及び１３ｇそれぞれに波長λａ〜λｄそれぞれの信号光を入力すれば、これらの信号光は合波されて光ファイバ１３へ出力されるので、光合波器１０６を構成することができる。
【００４５】
本実施形態による光通信システム１００は、上記した第１実施形態の合分波モジュール１１を備えている。合分波モジュール１１は構成部品間の溶接部分における機械的強度が高められているので、上記した構成により、衝撃や振動に強い光通信システムを提供することができる。
【００４６】
本発明は、上記した各実施形態に限らず、様々な変形が可能である。例えば、第１実施形態では光モジュールとして合分波モジュール１１を説明したが、これ以外にも、例えばレーザダイオードを内蔵した発光モジュールや、フォトダイオードを内蔵した受光モジュールなどにおいても、本発明を適用することが可能である。すなわち、構成部品間の光軸調整が必要であり、その構成部品同士をＹＡＧレーザ光によってスポット溶接するような構成を備える光モジュールであれば、本発明を適用することができる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明による光モジュールの組み立て方法、光モジュール、及び光通信システムによれば、構成部品間の溶接部分の機械的強度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光モジュールの第１実施形態としての合分波モジュールを示す図である。
【図２】（ａ）図１に示された合分波モジュールのポートＰｂ周辺部の構造を具体的に示す斜視図である。（ｂ）ポートＰｂ周辺部を光ファイバの方向から見た側面図である。
【図３】図２（ｂ）におけるポートＰｂ周辺部のＩ−Ｉ断面を示す縦断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）合分波モジュールのうち、ポートＰｂ周辺部の組み立て方法を示す工程図である。
【図５】図４（ｂ）に示された工程で用いられるレーザ溶接装置を示す図である。
【図６】（ａ）スポット溶接部分において、深さ方向に対し直交する断面の最大径Ｗと該溶接部分の最大深さＤとの比（Ｄ／Ｗ）、及び溶接部分の破断強度の相関を示すグラフである。（ｂ）スポット溶接部分へのレーザ照射時間と、構成部品間の光軸の軸ずれ量との相関を示すグラフである。
【図７】均等な間隔で配置された複数箇所の溶接部分それぞれの比（Ｄ／Ｗ）の溶接部分間の相互誤差と構成部品間の光軸の軸ずれ量との相関を示すグラフである。
【図８】（ａ）ＧＩ型の光ファイバを用いてＹＡＧレーザ光を照射したときの溶接部分の断面形状を示す図である。（ｂ）例えばシングルモード光ファイバなどの他の光ファイバを用いてＹＡＧレーザ光を照射したときの溶接部分の断面形状を示す図である。
【図９】本発明による光通信システムの第２実施形態を示す構成図である。
【図１０】光分波器の内部構成を示す図である。
【符号の説明】
１１、１１ａ〜１１ｃ…合分波モジュール、１２…ポートＰｂ周辺部、１３ａ〜１３ｇ…光ファイバ、１５ａ〜１５ｃ…レンズ、１９ａ、１９ｂ…光路、２１…フィルタ、２３…スリーブ、２５…フェルール、２７…ハウジング、２９…ベース部材、３１ａ〜３１ｃ、３３ａ〜３３ｃ…溶接部分、５０…レーザ溶接装置、５３…レーザ光源、５５ａ〜５５ｃ…光ファイバ、５７ａ〜５７ｃ…レンズホルダ、５９ａ〜５９ｃ…集光レンズ、１００…光通信システム、１０２…光送信器、１０４…光受信器、１０６…光合波器、１０８ａ〜１０８ｄ…光送信モジュール、１１０…光分波器、１１２ａ〜１１２ｄ…光受信モジュール。
【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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【図９】
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【図１０】
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