(57)【要約】【課題】部品点数を少なくし、低コスト化を図ることができる光部品及び光送受信モジュールを提供する。【解決手段】光送受信モジュール１の光部品６は、発光素子５から出射した送信光を導波させると共に受信光を反対方向に導波させる略光ファイバ状の光導波部材８を有している。光導波部材８は、光を導波させるコア９と、このコア９の周囲に形成されたクラッド１０とからなり、クラッド１０には、コア９の軸芯方向に延在する平面部１１ａ，１１ｂが形成されている。光導波部材８の一端面８ａはコア９の軸芯に対して傾斜しており、この傾斜面８ａには、コア９内を導波する光のうち受信光のみを取り出して平面部１１ａに導くための波長分割フィルタ１４が設けられている。平面部１１ａ上には、波長分割フィルタ１４で選択された受信光を受光する受光素子１６が実装されている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を導波させるコアと、前記コアの周囲に形成され前記コアの軸芯方向に延在する平面部をもったクラッドとを有する略光ファイバ状の光導波部材と、
前記コア内を導波する光のうち特定波長帯の光を取り出して前記平面部に導く波長選択手段とを備えることを特徴とする光部品。
【請求項２】
前記光導波部材の一端面は、前記コアの軸芯に対して傾斜しており、
前記波長選択手段は、前記一端面に設けられた波長分割フィルタであることを特徴とする請求項１記載の光部品。
【請求項３】
前記波長選択手段は、前記コアに形成された回折格子であることを特徴とする請求項１記載の光部品。
【請求項４】
前記光導波部材は、円柱状の光ファイバ用プリフォームを作製し、前記プリフォームの一部を研削加工して前記平面部を形成した後、前記プリフォームを線引きすることにより形成されたものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の光部品。
【請求項５】
前記クラッドは、前記特定波長帯の光とは異なる他の特定波長帯の光を吸収する添加剤を含んでいることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の光部品。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項記載の光部品と、
前記光導波部材の前記コアと対向するように配置された発光素子と、
前記光導波部材の前記平面部上に配置された受光素子とを備えることを特徴とする光送受信モジュール。
【請求項７】
前記光部品及び前記発光素子を配置させる支持台を更に備え、
前記支持台には、前記光部品を位置決めするための溝部が設けられていることを特徴とする請求項６記載の光送受信モジュール。
【請求項８】
前記光導波部材における前記発光素子側とは反対側の端部は、スリーブに嵌入されていることを特徴とする請求項６または７記載の光送受信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信システムで用いられる光部品及び光送受信モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光送受信モジュールとしては、例えば特許文献１に記載されているような２波長一心双方向モジュールがある。この文献に記載の光送受信モジュールは、ＳｉベンチのＶ溝内に挿入された光ファイバと、この光ファイバと対向するように配置され、送信光を発生させる半導体レーザと、光ファイバを分断するように配置され、送受信光を分離させるＷＤＭフィルタと、このＷＤＭフィルタで反射された受信光を受信するフォトダイオードとを備えている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１０００６２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような発光素子及び受光素子を有する光送受信モジュールにおいては、所望の性能を確保しつつ、できる限り部品点数を削減し、製作コストを抑えることが望まれている。
【０００５】
本発明の目的は、部品点数を少なくし、低コスト化を図ることができる光部品及び光送受信モジュールを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の光部品は、光を導波させるコアと、コアの周囲に形成されコアの軸芯方向に延在する平面部をもったクラッドとを有する略光ファイバ状の光導波部材と、コア内を導波する光のうち特定波長帯の光を取り出して平面部に導く波長選択手段とを備えることを特徴とするものである。
【０００７】
このように光導波部材のクラッドに平面部を設け、波長選択手段によって特定波長帯の光を平面部に導く構成とすることにより、上記の光部品を用いて２波長一心双方向型の光送受信モジュールを構成する場合には、クラッドの平面部上に受光素子を直接配置すればよい。この場合には、受光素子を取り付けるための載置台等を設けなくて済むので、光送受信モジュールの部品点数が削減され、低コスト化を図ることができる。また、光導波部材は略光ファイバ状をなしているので、スリーブ（筒状部材）内に嵌入可能である。このため、光導波部材のコアと光ファイバとを接続する際には、光導波部材と光ファイバを有する単心光コネクタとを一つのスリーブ内に両側から嵌入させることで、無調芯で光導波部材のコアを光ファイバに光結合させることができる。
【０００８】
好ましくは、光導波部材の一端面は、コアの軸芯に対して傾斜しており、波長選択手段は、一端面に設けられた波長分割フィルタである。この場合には、フィルタ挿入溝を形成する工程が不要となるため、波長選択手段を容易に且つ安価に構成することができる。
【０００９】
波長選択手段は、コアに形成された回折格子であってもよい。この場合には、例えば紫外線レーザの照射によって回折格子を形成できるので、波長選択手段を容易に且つ安価に構成することが可能となる。
【００１０】
また、好ましくは、光導波部材は、円柱状の光ファイバ用プリフォームを作製し、プリフォームの一部を研削加工して平面部を形成した後、プリフォームを線引きすることにより形成されたものである。このように一般的な光ファイバの製造方法を利用することにより、寸法精度の良好な光導波部材を安価に作ることができる。
【００１１】
さらに、好ましくは、クラッドは、特定波長帯の光とは異なる他の特定波長帯の光を吸収する添加剤を含んでいる。これにより、光部品を用いて光送受信モジュールを構成する場合に、発光素子から発する光を吸収する添加剤を用いることで、発光素子からの光が受光素子に入射されてしまう、いわゆるクロストークを抑えることができる。
【００１２】
本発明の光送受信モジュールは、上述した光部品と、光導波部材のコアと対向するように配置された発光素子と、光導波部材の平面部上に配置された受光素子とを備えることを特徴とするものである。
【００１３】
このように上記の光部品を設けることにより、受光素子を取り付けるための載置台等を設けなくて済むので、部品点数が削減され、低コスト化を図ることができる。また、光導波部材のコアと光ファイバとを接続する際には、光導波部材と光ファイバを有する単心光コネクタとを一つのスリーブ内に両側から嵌入させることで、無調芯で光導波部材のコアを光ファイバに光結合させることができる。
【００１４】
好ましくは、光部品及び発光素子を配置させる支持台を更に備え、支持台には、光部品を位置決めするための溝部が設けられている。これにより、無調芯で、発光素子からの出射光を光導波部材のコアに光結合させることができる。
【００１５】
また、好ましくは、光導波部材における発光素子側とは反対側の端部は、スリーブに嵌入されている。これにより、光導波部材のコアと単心光コネクタの光ファイバとを接続する場合には、単心光コネクタをスリーブ内に嵌入するだけで良い。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る光部品及び光送受信モジュールの好適な実施形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係る光部品の一実施形態を備えた光送受信モジュールの平面図であり、図２は、その光送受信モジュールの垂直方向断面図である。各図において、光送受信モジュール１は、送信光の波長帯と受信光の波長帯が異なる２波長一心双方向モジュールである。例えば、送信光の波長帯λ１としては、１．３μｍ帯及び１．５５μｍのいずれか一方が使用され、受信光の波長帯λ２としては、１．３μｍ帯及び１．５５μｍの他方が使用される。
【００１８】
光送受信モジュール１は、図示しない金属の配線パターンや制御用ＩＣ等が設けられたパッケージ２を備えている。パッケージ２には凹部３が設けられ、この凹部３内には、Ｓｉ等で形成された支持台４が配置されている。支持台４上には、送信光を発生させる発光素子（例えばレーザダイオード）５及び光部品６が載置され固定されている。発光素子５は、パッケージ２の配線パターン（図示せず）とワイヤ７で接続されている。
【００１９】
光部品６は、例えば石英ガラスからなる略光ファイバ状の光導波部材８を有している。この光導波部材８は、発光素子５から出射した送信光を導波させると共に受信光を反対方向に導波させる部材である。
【００２０】
光導波部材８は、図３に示すように、光を導波させるコア９と、このコア９の周囲に形成されたクラッド１０とからなり、クラッド１０には、コア９の軸芯方向に延在する２つの平面部１１ａ，１１ｂがコア９を挟んで平行に形成されている。光導波部材８の外径（曲面部における外径）Ｒは、一般的な単心光コネクタの外径（例えば１．２５ｍｍ）と同等である。なお、光導波部材８の各平面部１１ａ，１１ｂは、実質的に平坦な面となっている。
【００２１】
クラッド１０には、送信光を吸収し受信光を透過させる添加剤が含まれている。例えば、送信光の波長帯λ１が１．５５μｍ帯の場合には、添加剤として１．５５μｍ帯の光を吸収するＥｒ３＋を使用し、送信光の波長帯λ１が１．３μｍ帯の場合には、添加剤として１．３μｍ帯の光を吸収するＰｒ３＋を使用する。光導波部材８は、一般の光ファイバに比べて太径であるため、そのような添加剤によって送信光が効率良く吸収される。なお、添加剤は、そのようなイオンに限らず微粒子であってもよい。
【００２２】
このような略光ファイバ状の光導波部材８を作製する工程を図４に示す。同図において、まずロッドインコラプス、ＶＡＤ、ＭＣＶＤ等により、円柱状の光ファイバ用プリフォーム１２を形成する（図４（ａ）参照）。このとき、プリフォーム１２のコア／クラッドの直径比は、光ファイバ化後にシングルモードファイバとなるように設定する。続いて、プリフォーム１２の一部分を研削して、プリフォーム１２の長手方向に延在する平面部１３ａ，１３ｂを形成する（図４（ｂ）参照）。続いて、そのようなプリフォーム１２を、所定の直径をもつように線引きする（図４（ｃ）参照）。これにより、平面部１１ａ，１１ｂを有する光導波部材８が得られる。
【００２３】
このように通常の光ファイバの製造方法をそのまま利用して光導波部材８を作るので、外径精度の良い光導波部材８を容易に且つ安価に作製することが可能となる。
【００２４】
光導波部材８の一端面８ａは、コア９の軸芯に対して斜めにカットされ研磨されている。そして、その傾斜面８ａには、コア９内を導波する光のうち波長帯λ２の光のみを取り出して平面部１１ａに導くための波長選択手段である波長分割フィルタ（ＷＤＭフィルタ）１４が設けられている。このとき、蒸着によって傾斜面８ａに多層膜を成膜することで、波長分割フィルタ１４を形成しても良いし、予め形成された波長分割フィルタ１４を傾斜面８ａに貼り付けても良い。
【００２５】
以上のような光部品６は、支持台４上に実装された発光素子５と対向するように、支持台４に形成された位置決め用溝部１５に配置されている。位置決め用溝部１５は、光導波部材８の平面部１１ｂが置かれる底面部１５ｂを有し、この底面部１５ｂの幅は平面部１１ｂの幅と同等である。これにより、光導波部材８を位置決め用溝部１５に配置するだけで、光導波部材８と発光素子５との光軸を一致させることができる。従って、手間のかかる調芯作業を行うことなく、発光素子５から出射される光を光導波部材８のコア９に光結合させることが可能となる。
【００２６】
光導波部材８の平面部１１ａ上には、波長分割フィルタ１４で選択された波長帯λ２の光を受光する信号用受光素子（例えばフォトダイオード）１６が実装されている。この信号用受光素子１６は、パッケージ２に形成された配線パターン（図示せず）とワイヤ１７で接続されている。
【００２７】
発光素子５と信号用受光素子１６との間には、発光素子５から出射された光を遮光するための遮光樹脂１８が設けられている。発光素子５から発する光を吸収する添加剤を光導波部材８のクラッド１０に添加させる（上述）だけでも、発光素子５からの光が信号用受光素子１６に入り込む、いわゆる光クロストークを低減できるが、更に遮光樹脂１８を設けることで、乱反射等による光クロストークをも十分に抑制することが可能となる。
【００２８】
また、パッケージ２における発光素子５の後方位置には、発光素子５からの光を受光するモニタ用受光素子（例えばフォトダイオード）１９が実装されている。
【００２９】
光導波部材８における波長分割フィルタ１４の反対側の端部は、金属スリーブ２０内に嵌入されている。また、この金属スリーブ２０内には、単心光コネクタ２１が反対側から嵌入されている。金属スリーブ２０の内径および単心光コネクタ２１の外径は、光導波部材８の外径Ｒ（図３参照）と同等である。これにより、光導波部材８及び単心光コネクタ２１を金属スリーブ２０内に挿入した状態では、光導波部材８のコア９と単心光コネクタ２１の光ファイバ２２との光軸が一致する。このため、手間のかかる調芯作業を行うことなく、光導波部材８のコア９から出射される光を光ファイバ２２に光結合させることが可能となる。
【００３０】
以上のように構成した光送受信モジュール１において、発光素子５から出射された波長帯λ１の送信光は、光部品６の波長分割フィルタ１４を透過して光導波部材８のコア９に入射され、当該コア９内を導波して光ファイバ２２に送られる。一方、光ファイバ２２から送られてきた波長帯λ２の受信光は、光導波部材８のコア９内を導波し、波長分割フィルタ１４で選択的に反射される。そして、その反射光は、光導波部材８の平面部１１ａに向けて斜め上方に進み、信号用受光素子１６に入射される。
【００３１】
以上のように本実施形態にあっては、光導波部材８のクラッド１０に平面部１１ａ，１１ｂを形成し、平面部１１ａ上に信号用受光素子１６を直接配置する構成としたので、信号用受光素子１６を取り付けるための載置台が不要となる。これにより、光送受信モジュール１の部品点数が削減されるため、製作コストを抑えることができる。
【００３２】
また、支持台４に、光導波部材８を配置するための位置決め用溝部１５を形成すると共に、光導波部材８と単心光コネクタ２１とを接続するための金属スリーブ２０を設けたので、調芯箇所を減らすことができる。また、光導波部材８の一端面８ａを傾斜させ、この傾斜面８ａに波長分割フィルタ１４を設ける構成としたので、フィルタ挿入溝を形成する工程を省くことができる。これらの点においても、製作コストを抑えることが可能となる。
【００３３】
図５は、本発明に係る光部品の他の実施形態を備えた光送受信モジュールの垂直方向断面図である。図中、第１の実施形態と同一または同等の部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００３４】
図５において、本実施形態の光送受信モジュール３０は、上述した実施形態における光部品６の代わりに、光部品３１を備えている。光部品３１は、略光ファイバ状の光導波部材３２を有している。光導波部材３２は、コア９及びクラッド１０からなり、クラッド１０には平面部１１ａ，１１ｂが形成されている。
【００３５】
コア９の一部分には、コア９内を導波する光のうち波長帯λ２の光のみを取り出して平面部１１ａに導くための波長選択手段である回折格子（斜めグレーティング）３３が形成されている。この回折格子３３は、光導波部材３２に側方から紫外線レーザを当てることによって形成される。光導波部材３２のコア９内を導波してきた波長帯λ２の受信光は、回折格子３３によって平面部１１ａ側にはね上げられて信号用受光素子１６に入射される。このようにコア９に回折格子３３を形成した場合には、波長選択が容易に行える。
【００３６】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態の光部品では、クラッド１０に２つの平面部１１ａ，１１ｂを形成したが、クラッド１０に形成する平面部を１つとし、この平面部上に信号用受光素子１６を実装してもよい。この場合には、支持台４に形成する位置決め用溝部をＶ溝とする。
【００３７】
また、本発明の光部品は、２波長一心双方向モジュール以外の光送受信モジュールや、発光素子及び受光素子のいずれか一方のみを有する光モジュールにも適用可能である。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、コアの周囲に形成されコアの軸芯方向に延在する平面部をもったクラッドを有する略光ファイバ状の光導波部材と、コア内を導波する光のうち特定波長帯の光を取り出して平面部に導く波長選択手段とを設けたので、例えば光機能素子を平面部上に直接置くことで、部品点数を減らしてコスト削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光部品の一実施形態を備えた光送受信モジュールの平面図である。
【図２】図１に示す光送受信モジュールの垂直方向断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図１及び図２に示す光導波部材を製造する工程を示す図である。
【図５】本発明に係る光部品の他の実施形態を備えた光送受信モジュールの垂直方向断面図である。
【符号の説明】
１…光送受信モジュール、４…支持台、５…発光素子、６…光部品、８…光導波部材、９…コア、１０…クラッド、１１ａ，１１ｂ…平面部、１２…光ファイバ用プリフォーム、１３ａ，１３ｂ…平面部、１４…波長分割フィルタ（波長選択手段）、１５…位置決め用溝部、１６…信号用受光素子、２０…金属スリーブ、３０…光送受信モジュール、３１…光部品、３２…光導波部材、３３…回折格子（波長選択手段）。
【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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