(57)【要約】【課題】光ファイバの交点ずれおよびフィルタの反りによる光の利用効率を低減し、均一な品質が得られる光モジュールおよび製造方法に関する。【解決手段】異なる波長λ１、λ２の第１および第２の光Ｒ１、Ｒ２のうち第１の光Ｒ１を反射角θで反射すると共に第２の光λ２は透過させる光モジュールＭＯにおいて、第１の光ファイバＯｆａは第１および第２の光Ｒ１、Ｒ２を第１の光軸Ａｏａに沿って入射させ、フィルタＦは第１の光軸Ａｏａに対して９０°−θの角度で交差する第１の出射面Ｅａｏに当接して第１の光Ｒ１を第１の光軸Ａｏａに対して２θの角度で交差する方向に反射する共に、第２の光Ｒ２をそのまま透過して射出する、第２の光ファイバＯｆｂは第２の光軸Ａｏｂに対して２θの角度で交差する第１の入射面Ｅｂｉから、反射された第１の光Ｒ１を第１の光ファイバの周辺部より入射して第２の光軸に沿って出射する。【選択図】　　　　図１
2004144930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の波長を有する第１の光と第２の波長を有する光が入力されると、当該第１の光を所定の反射角θで反射すると共に当該第２の光は透過させる光モジュールであって、
前記第１および第２の光を第１の光軸に沿って入射させて、当該第１の光軸に対して９０°−θの角度で交差する第１の出射面から第２の光軸に沿って出射する第１の光ファイバと、
当該第１の出射面に当接して、当該当接面側で前記第１の光を前記第１の光軸に対して２θの角度で交差する方向に反射する共に、前記第２の光をそのまま透過して射出するフィルタと、
前記第２の光軸に対して、２θの角度で交差する第１の入射面から、前記反射された第１の光を前記第１の光ファイバの周辺部より入射して当該第２の光軸に沿って出射する第２の光ファイバとを備え、
前記第２の光軸が前記反射された第２の光の進行軸と概ね同一線上にあることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記第２の光軸の延長線と前記第１の光軸との交点が前記フィルタと前記第１の出射面との当接面上にあることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記交点は、前記当接面上より、±０．５μｍ以内に位置することを特徴とする請求項２に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記フィルタの出射面に当接する、第３の光軸に対して９０°−θの角度で交差する第２の入射面を有する第３の光ファイバをさらに備え、
前記第１の光軸と前記第３の光軸が概ね同一線上にあることを特徴とする請求項２および３の何れかに記載の光モジュール。
【請求項５】
前記フィルタの出射面に当接する、受光素子をさらに備える請求項２および３の何れかに記載の光モジュール。
【請求項６】
前記第１の光ファイバと前記第２の光ファイバは、第１の主面に概ね垂直な第１の端面から成る第１のガラス基板の当該第１の主面上に設けられた互いに２θの角度で交差する第１および第２の案内溝に、当該第１の端面と前記第１の出射面が第１の平面上にあるように固定されることを特徴とする、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、および請求項５の何れかに記載の光モジュール。
【請求項７】
前記第３の光ファイバは、第２の主面に概ね垂直な第２の端面から成る第２のガラス基板の当該第２の主面上に設けられた第３の案内溝に、前記第２の入射面と当該第２の端面が、前記第１の平面と平行な第２の平面上にあることを特徴とする請求項６に記載の光モジュール。
【請求項８】
前記第１の端面と前記第１の出射面は研磨加工で仕上げられることを特徴とする請求項６に記載の光モジュール。
【請求項９】
前記研磨加工は加工時間で管理されることを特徴とする請求項８に記載の光モジュール。
【請求項１０】
前記第１の光ファイバは、さらに、光を入射する第３の入射面を有し、
前記第２の光ファイバは、さらに、光を出射する第２の出射面を有し、
前記研磨加工は、前記第３の入射面から光を入射させてた時に前記第２の出射面から出射される光の出力が所定値以上になるように管理されることを特徴とする請求項８に記載の光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバの交点ずれおよびフィルタの反りによる光の利用効率を低減し、均一な品質が得られる光モジュールおよび製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０を参照して、従来の光合分波機能を有する光モジュールの一例について説明する（特許文献１参照）。同図左側に、光モジュールＯＭｃの正面図を示し、右側に側面図を示す。光モジュールＯＭｃは、概ね平行な矩形状のガラス基板Ｓｇ、第１の光ファイバＯｆ１ａ、第２の光ファイバＯｆ１ｂ、第３の光ファイバＯｆ２、およびフィルタＦを含む。なお、第１の光ファイバＯｆ１ａ、第２の光ファイバＯｆ１ｂ、および第３の光ファイバＯｆ２を光ファイバＯｆと総称する。フィルタＦは、入射された光の内で、波長λ１を有する第１の光Ｒ１を反射すると共に、波長λ２を有する第２の光Ｒ２を透過させる。
【０００３】
ガラス基板Ｓｇの表面には、所定の深さおよび所定の角度で下から上に向かって広がるＶ字断面を有する２本のＶ字溝Ｇｖが切られている。なお、Ｖ字溝Ｇｖの中心軸Ａｖに沿って直線的に延在する。第１のＶ字溝Ｇｖ１は、図１０に示す正面図において、ガラス基板Ｓｇの両側端部の間を第１の中心軸Ａｖ１に沿って直線的に延在している。第２のＶ字溝Ｇｖ２は、第１の中心軸Ａｖ１に対して、フィルタＦの反射角θの２倍の角度２θを成す第２の中心軸Ａｖ２に沿って直線的に延在して、第１のＶ字溝Ｇｖ１と合流している。
【０００４】
なお、第１の中心軸Ａｖ１および第２の中心軸Ａｖ２は、それぞれ、好ましくは、第１のＶ字溝Ｇｖ１および第２のＶ字溝Ｇｖ２のＶ溝の最深部の軌跡と一致する。同様に、第１の中心軸Ａｖ１および第２の中心軸Ａｖ２を中心軸Ａｖと総称する。
【０００５】
光ファイバＯｆは、光軸Ａｏに沿って延在する実質上真円筒状に形成されているので、Ｖ字溝Ｇｖ上に設置することによって、Ｖ字溝Ｇｖの中心軸Ａｖと平行に位置決めされる。図１０に示す正面図においては、中心軸Ａｖと光軸Ａｏは重なって見えるために、中心軸Ａｖと光軸Ａｏとが同一の一点鎖線で表示されている。なお、第１の光ファイバＯｆ１ａは第１の光軸Ａｏ１ａを有し、第２の光ファイバＯｆ１ｂは第２の光軸Ａｏ１ｂを有し、第３の光ファイバＯｆ２は第３の光軸Ａｏ２を有する。
【０００６】
さらに、ガラス基板Ｓｇには、第１の中心軸Ａｖ１と第２の中心軸Ａｖ２の交点Ｐを含むと共に、第１の中心軸Ａｖ１と第２の中心軸Ａｖ２との交差角度２θを２等分する線に対して垂直な第１の平面Ｐ１および、第１の平面Ｐ１に対して実質的に平行な第２の平面Ｐ２で規定されるフィルタ溝Ｇｆが所定の深さで切られている。なお、第１の平面Ｐ１と第２の平面Ｐ２の間の間隔は、フィルタ溝Ｇｆの幅Ｗｆと定義される。
【０００７】
第１のＶ字溝Ｇｖ１によって位置決めされた第１の光ファイバＯｆ１ａの第２の端面Ｅ１ａｏは、上述の第１の平面Ｐ１と一致するように形成されている。そして、第２のＶ字溝Ｇｖ２によって位置決めされた第３の光ファイバＯｆ２の第１の端面Ｅ２ｉは、第１の光ファイバＯｆ１ａの側面に当接するように、光軸Ａｏ１（第１の中心軸Ａｖ１）に対して、角度２θで交差する第３の平面Ｐ３に一致するように形成されている。第２の光ファイバＯｆ１ｂの第１の端面Ｅ１ｂｉは、第２の平面Ｐ２と一致するように構成される。
【０００８】
フィルタ溝Ｇｆには、フィルタＦが第１の平面Ｐ１に接するように挿入される。フィルタ溝Ｇｆの幅Ｗｆ、つまり第１の平面Ｐ１と第２の平面Ｐ２の間隔は、フィルタＦの厚みＴｆと同一が望ましい。光モジュールＯＭｃは、その構成要素のすべてが上述のような形状、寸法、および位置関係にある状態で、接着剤により互いに固定される。
【０００９】
次に、図１１、図１２、図１３、および図１４を参照して、光モジュールＯＭｃの制作方法について、ガラス基板Ｓｇ上での作業に重点を置いて、段階的に説明する。なお、事前に、第３の光ファイバＯｆ２は、その第１の端面Ｅ２ｉが第３の光軸Ａｏ２の対して反射角度２θの傾きを有するように加工されているものとする。
【００１０】
先ず、図１１に示すように、ガラス基板Ｓｇ上に、上述の如く第１のＶ字溝Ｇｖ１と第２のＶ字溝Ｇｖ２が設けられる。なお、第２の中心軸Ａｖ２は、第１の中心軸Ａｖ１に対して、フィルタＦの反射角θの２倍の角度２θで交差する。
【００１１】
次に、図１２に示す様に、第１のＶ字溝Ｇｖ１に光ファイバＯｆ１が接着剤で固定される。そして、予め第１の端面Ｅ２ｉが光軸Ａｏ１に対してフィルタＦの反射角θの２倍の角度２θで交差するように正確に加工されいる第３の光ファイバＯｆ２が、第２のＶ字溝Ｇｖ２に固定される。この場合、第２の平面Ｐ２の第１の端面Ｅ２ｉが、既に固定されている光ファイバＯｆ１の外周に当接させられる。この場合、第３の光ファイバＯｆ２の第３の光軸Ａｏ２の延長線が、光ファイバＯｆ１の光軸Ａｏ１と交わる点を交点Ｐと称する。
【００１２】
次に、図１３に示す様に、ガラス基板Ｓｇに光ファイバＯｆ１および第３の光ファイバＯｆ２を接着剤（図示せず）を用いて固定した状態で、フィルタ溝Ｇｆが加工される。つまり、光ファイバＯｆ１が、交点Ｐを含む第１の平面Ｐ１を基準として、光ファイバＯｆ１と共にガラス基板Ｓｇを第１のＶ字溝Ｇｖ１より深い位置まで切断される。結果、１本の光ファイバＯｆ１から第１の光ファイバＯｆ１ａと第２の光ファイバＯｆ１ｂが生成される。光軸Ａｏの第１の光ファイバＯｆ１ａに含まれる部分を第１の光軸Ａｏ１ａと呼び、光軸Ａｏの第２の光ファイバＯｆ１ｂに含まれる部分を第２の光軸Ａｏ１ｂと呼ぶ。
【００１３】
次に、図１４に示すように、フィルタ溝ＧｆにフィルタＦが挿入される。好ましくは、フィルタＦの入射面が第１の光ファイバＯｆ１ａの第２の端面Ｅ１ａｏに接し、フィルタＦの出射面は第２の光ファイバＯｆ１ｂの第１の端面Ｅ１ｂｉに接するような状態で、接着剤で固定されて光モジュールＯＭｃが完成する。
【００１４】
図１０に戻って、上述の如く製造された光モジュールＯＭｃの動作について簡単に説明する。第１の光Ｒ１と第２の光Ｒ２が混在する光が第１の光ファイバＯｆ１ａの第１の端面Ｅ１ａｉに入射されると、この混在光は第１の光軸Ａｏ１ａに沿って第１の光ファイバＯｆ１ａの内部を進行し、第２の端面Ｅ１ａｏから出射して、フィルタＦの入／反射面を照射する。フィルタＦは、照射された混在光の内で第１の光Ｒ１を上述の反射角θで反射すると共に、第２の光Ｒ２を通過させる。
【００１５】
フィルタＦで反射された第１の光Ｒ１は、先ず、第１の光ファイバＯｆ１ａの内部を、第３の光ファイバＯｆ２の第３の光軸Ａｏ２の延長線にそって進行する。そして、第３の光ファイバＯｆ２の外周を経て、第３の光ファイバＯｆ２の第１の端面Ｅ２ｉを照射する。第３の光ファイバＯｆ２は、照射された第１の光Ｒ１をその第３の光軸Ａｏ２に沿って進行させ、第２の端部Ｅ２ｏから外部に出射する。
【００１６】
一方、第２の光Ｒ２は、フィルタＦを透過して、第１の端面Ｅ１ｂｉから第２の光ファイバＯｆ１ｂに入射する。そして、第２の光ファイバＯｆ１ｂの内部を第２の光軸Ａｏ１ｂにそって進行して、第２の端面Ｅ１ｂｏより外部に出射する。
【００１７】
【特許文献１】
特開昭６３−８７０９号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
フィルタＦと第１の光ファイバＯｆ１ａの第２の端面Ｅ１ａｏとの間、およびフィルタＦと第２の光ファイバＯｆ１ｂとの間に隙間があれば、その間で反射不良や透過不良を引き起こし、しいては光の損出を招く。それゆえに、フィルタＦを挿入するフィルタ溝Ｇｆの幅Ｗｆは、フィルタＦの厚みＴｆと同一であるが、出来るだけ小さいことが望ましい。しかしながら、そのように小さい目に加工されたフィルタ溝ＧｆにフィルタＦを挿入するのは困難であり、最悪の場合フィルタＦ、第２の端面Ｅ１ａｏ、あるいは第１の端面Ｅ１ｂｉを損傷してしまう。そのために、フィルタ溝Ｇｆは、Ｗｆ＞Ｔｆになるように加工せざるを得ない。
【００１９】
またフィルタＦは、その厚みＴｆが大きいと光損失が大きくなるために、厚みＴｆが小さい薄型であることが望ましい。しかし、厚さＴｆが小さい薄型のフィルタＦには反りが生じ易い。反りが発生すると、反射角θも変化するためフィルタＦは第１の光Ｒ１を、第３の光軸Ａｏ２方向に反射できない。また、第２の光Ｒ２も正しく透過できない。その結果、第１の光Ｒ１の第３の光ファイバＯｆ２への入射効率が著しく低下すると共に、第２の光Ｒ２の第２の光ファイバＯｆ１ｂへの入射効率も著しく低下する。さらに、この反り量は、個々のフィルタＦによっても、大きくばらつくために、入射効率も大きくばらつき、光モジュールＯＭｃ全体としても均一な品質を得られない。また、上述のように、フィルタ溝ＧｆはフィルタＦの厚みより大きめに加工されるために、フィルタＦの反りは一層発生し易い。
【００２０】
上述の問題をできるだけ抑えるために、フィルタ溝Ｇｆの幅Ｗｆを必要以上に大きくしないように管理する必要がある。そのためには、ガラス基板Ｓｇおよび光ファイバＯｆ１の第１の平面Ｐ１部と第２の平面Ｐ２部をサブミクロン単位の精度が必要である。しかしながら、フィルタ溝ＧｆはフィルタＦが入る程度の狭隘であるので、加工が非常に困難であり生産性が上がりにくい。また、第３の光ファイバＯｆ２の第１の端面Ｅ２ｉの加工には、マイクロラッピング加工法当が用いられるが、通常の研磨工法に比べて、加工精度が悪い。それゆえに、フィルタ厚Ｔｆを十分に管理できないので、第１の光ファイバＯｆ１ａと第３の光ファイバＯｆ２間での入射効率が損なわれる。
【００２１】
よって、本発明は、上記問題点に鑑み、透過効率および反射効率の良くい光モジュールおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
第１の波長を有する第１の光と第２の波長を有する光が入力されると、第１の光を所定の反射角θで反射すると共に第２の光は透過させる光モジュール（ＭＯ）であって、第１および第２の光を第１の光軸に沿って入射させて、第１の光軸に対して９０°−θの角度で交差する第１の出射面から第２の光軸に沿って出射する第１の光ファイバと、第１の出射面に当接して、当接面側で第１の光を第１の光軸に対して２θの角度で交差する方向に反射する共に、第２の光をそのまま透過して射出するフィルタと、第２の光軸に対して、２θの角度で交差する第１の入射面から、反射された第１の光を第１の光ファイバの周辺部より入射して第２の光軸に沿って出射する第２の光ファイバとを備え、第２の光軸が反射された第２の光の進行軸と概ね同一線上にある。
【００２３】
【発明の実施の形態】
先ず本発明にかかる光モジュールの基本的概念について説明する。上述の如く、従来の光モジュールにおける諸問題の多くは、フィルタＦと第１の光ファイバＯｆ１ａおよび第２の光ファイバＯｆ１ｂと当接する方法および当接面の生成方法にある。具体的に言えば、ガラス基板Ｓｇに光ファイバＯｆ１を固定した状態で加工することによって、フィルタＦを収納するスペースであるフィルタ溝Ｇｆと、第１の光ファイバＯｆ１ａおよび第２の光ファイバＯｆ１ｂの同フィルタに対する当接面である第２の端面Ｅ１ａｏと第１の端面Ｅ１ｂｉを生成する点にある。そのために、フィルタ溝ＧｆはフィルタＦの厚みよりも大きめに、且つ精度良く作成しないといけない。しかも、フィルタ溝Ｇｆの幅は、第２の端面Ｅ１ａｏと第１の端面Ｅ１ｂｉを精密加工に加工するには不十分なために、両端面の寸法精度を確保できない。
【００２４】
よって、本発明においては、従来の光モジュールにおけるフィルタ溝Ｇｆを廃止することによって、光ファイバＯｆのフィルタＦに対する当接面の寸法精度を確保すると共に、フィルタＦとの間の隙間を無くして、フィルタＦの反りの発生を抑えることを可能にするものである。以下に図面を参照しながら、本発明の実施の形態にかかる光モジュールＯＭについて、具体的に説明する。
【００２５】
図１に、本発明の実施の形態にかかる光モジュールについて説明する。同図左側に、光モジュールＯＭの正面図を示し、右側に側面図を示す。光モジュールＯＭは、入出力光学素子Ｅ１、出力光学素子Ｅ２、およびフィルタＦに大別される。つまり、図１０を参照して詳述した従来の光モジュールＯＭｃにおいては、ガラス基板Ｓｇの厚さ方向に対して、所定の深さで切られているフィルタ溝Ｇｆの代わりに、光ファイバＯｆ１および第３の光ファイバＯｆ２が固定されたガラス基板Ｓｇを第１の平面Ｐ１に沿って切断して２分割したように構成される。
【００２６】
具体的には、入出力光学素子Ｅ１は、２分割されたガラス基板Ｓｇの１つである第１のガラス基板Ｓｇ１、第１の光ファイバＯｆａおよび第２の光ファイバＯｆｂを含む。なお、第１の光ファイバＯｆａおよび第２の光ファイバＯｆｂは、上述の従来の光モジュールＯＭｃにおける第１の光ファイバＯｆ１ａおよび第３の光ファイバＯｆ２にそれぞれ対応するが、その製造方法は異なり、結果として製造品質が大幅に改善される。よって、光モジュールＯＭｃにおけるのとは異なる符号を附して、識別するものとする。なお、本発明における光モジュールＯＭの製造方法については、後ほど図２、図３、図４、図５、図６、図７、図８、および図９を参照して詳述する。
【００２７】
第１の光ファイバＯｆａは、第１の光ファイバＯｆ１ａの第１の光軸Ａｏ１ａ、第１の端面Ｅ１ａｉおよび第２の端面Ｅ１ａｏにそれぞれ対応する、第１の光軸Ａｏａ、光の入射面である第１の端面Ｅａｉ、および光の射出面である第２の端面Ｅａｏを有する。同様に、第２の光ファイバＯｆｂは、第３の光ファイバＯｆ２の第３の光軸Ａｏ２、第１の端面Ｅ２ｉ、および第２の端面Ｅ２ｏにそれぞれ対応する、第２の光軸Ａｏｂ、光の入射面である第１の端面Ｅｂｉ、光の射出面である第２の端面Ｅｂｏを有する。
【００２８】
第１のガラス基板Ｓｇ１は、少なくとも、交点Ｐを含む第１の平面Ｐ１と一致する第１の側端部Ｓ１と、第１の側端部Ｓ１に概ね直交する第１の主平面Ｓｍ１で規定される形状を有しており、好ましくは図１に示すような台形板状に構成される。第１のガラス基板Ｓｇ１の第１の主平面Ｓｍ１には、第１の中心軸Ａｖ１が第１の側端部Ｓ１に対して９０°−θの角度で交差する第１のＶ字溝Ｇｖ１が切られている。
【００２９】
第１の中心軸Ａｖ１と、第１の側端部Ｓ１（第１の平面Ｐ１）の交点を基点として、第１の中心軸Ａｖ１に対して２θの角度で離脱するように第１のガラス基板Ｓｇ１の端部に延在する第２の中心軸Ａｖ２にそって第２のＶ字溝Ｇｖ２が切られている。
第１のＶ字溝Ｇｖ１上には、第１の光軸Ａｏａに対して角度９０°−θで交差する第２の端面Ｅａｏを有する第１の光ファイバＯｆａが、第２の端面Ｅａｏが第１の平面Ｐ１と一致するように固定されている。
【００３０】
そして、第２のＶ字溝Ｇｖ２上には、第２の光軸Ａｏｂに対して角度２θで交差する第１の端面Ｅｂｉを有する第２の光ファイバＯｆｂが、第１の端面Ｅｂｉが第１の光ファイバＯｆａの側面に当接すると共に、第１の光軸Ａｏａの延長線上に交点Ｐが位置するように、第２のＶ字溝Ｇｖ２上に固定されている。このようにして、入出力光学素子Ｅ１が完成されている。
【００３１】
一方、出力光学素子Ｅ２は、第２のガラス基板Ｓｇ２および第３の光ファイバＯｆｃを含む。第３の光ファイバＯｆｃは、第２の光ファイバＯｆ１ｂの第２の光軸Ａｏ１ｂ、第１の端面Ｅ１ｂｉおよび第２の端面Ｅ１ａｏにそれぞれ対応する、第３の光軸Ａｏｃ、光の入射面である第１の端面Ｅｃｉ、および光の射出面である第２の端面Ｅｃｏを有する。第３の光ファイバＯｆｃは、上述の従来の光モジュールＯＭｃにおける第２の光ファイバＯｆ１ｂに対応するが、その製造方法は異なり、結果として製造品質が大幅に改善される。よって、光モジュールＯＭｃにおけるのとは異なる符号を附して、識別するものとする。なお、本発明における入出力光学素子Ｅ１の製造方法については、後ほど図２〜図５を参照して詳述する。
【００３２】
第２のガラス基板Ｓｇ２は、少なくとも第２の平面Ｐ２と一致する第２の側端部Ｒ２と、第２の側端部Ｒ２に概ね直交する第２の主平面Ｓｍ２で規定される形状を有しており、好ましくは図１に示すような台形板状に構成される。第２のガラス基板Ｓｇ２の第２の主平面Ｓｍ２には、第３の中心軸Ａｖ３が第２の側端部Ｒ２に対して９０°−θの角度で交差する第３のＶ字溝Ｇｖ３が切られている。
【００３３】
第３のＶ字溝Ｇｖ３上には、第３の光軸Ａｏｃに対して、９０°−θの角度で交差する第１の端面Ｅｃｉを有する第３の光ファイバＯｆｃが、第１の端面Ｅｃｉが第２の平面Ｐ２と一致するように固定されている。このようにして、出力光学素子Ｅ２が完成されている。
【００３４】
そして、フィルタＦの入力／反射面が第１の光ファイバＯｆａの第２の端面Ｅａｏに当接し、フィルタＦの出力面が第３の光ファイバＯｆｃの第１の端面Ｅｃｉに当接すると共に、第１の光軸Ａｏａおよび第３の光軸Ａｏｃが同一線上に位置するように、入出力光学素子Ｅ１、フィルタＦ、および出力光学素子Ｅ２が、光透過性、特に第１の光Ｒ１および第２の光Ｒ２を効率良く透過するように、光ファイバＯｆと同等の屈折率を有する接着剤で張り合わされて、光モジュールＯＭが完成される。
【００３５】
上述の如く製造された光モジュールＯＭの動作について簡単に説明する。第１の光Ｒ１と第２の光Ｒ２が混在する光が第１の光ファイバＯｆａの第１の端面Ｅａｉに入射されると、この混在光は第１の光軸Ａｏａに沿って第１の光ファイバＯｆａの内部を進行し、第２の端面Ｅａｏから出射して、フィルタＦを照射する。フィルタＦは、照射された混在光の内で第１の光Ｒ１を反射すると共に、第２の光Ｒ２を通過させる。
【００３６】
上述のように、入出力光学素子Ｅ１の第１の側端部Ｓ１（第１の端面Ｅｂｉ）は、第１の光ファイバＯｆａの第１の光軸Ａｏａと、第２の光ファイバＯｆｂの第２の光軸Ａｏｂの交点Ｐに対して正しい角度に、つまり第１の光軸Ａｏａと第２の光軸Ａｏｂの成す角度２θを２分する線が第１の側端部Ｓ１（第１の端面Ｅｂｉ）の法線であるように、且つ第１の光軸Ａｏａと第２の光軸Ａｏｂの交点が第１の端面Ｅｂｉ上にあるように、高精度に研磨加工されている。
【００３７】
フィルタＦは、このように高精度に加工された入出力光学素子Ｅ１の第１の側端部Ｓ１に一致する第２の端面Ｅｂｏと、出力光学素子Ｅ２の第２の側端部Ｒ２に一致する第１の端面Ｅｃｉに当接して、出力光学素子Ｅ１と出力光学素子Ｅ２によて挟まれて固定されているので、反りが発生しない。よって、第２の端面Ｅａｏから照射される第１の光Ｒ１は、フィルタＦの入／反射面で正確に第２の光軸Ａｏｂの延長線に沿って第２の端面Ｅｂｏに対して反射されて、第１の端面Ｅｃｉから第２の光ファイバＯｆｂに入射する
【００３８】
フィルタＦは第２の端面Ｅａｏと第１の端面Ｅｃｉに当接して固定されているので、第２の端面Ｅａｏと第１の端面Ｅｃｉの間には、隙間が無く、フィルタＦを介して状態での最小距離に保持されている。よって、第２の光Ｒ２は、効率良く、第３の光ファイバＯｆｃに入射する。上述の如く、図面の視認性のために図示していないが、第１の光ファイバＯｆａ、第２の光ファイバＯｆｂ、第３の光ファイバＯｆｃ、およびフィルタＦの間の隙間に、光ファイバＯｆの屈折率とほぼ同等の屈折率を有する接着剤が充填されて固定されている。それゆえに、光ファイバＯｆ同士、あるいはフィルタＦとの間の界面での反射による損失は殆ど無く、また、界面での屈折による光軸の位置ずれも無視できる。
【００３９】
次に、光モジュールＯＭの制作方法について、入出力光学素子Ｅ１および出力光学素子Ｅ２の制作に重点を置いて、段階的に説明する。なお、事前に、第２の光ファイバＯｆｂは、第１の端面Ｅｂｉが第２の光軸Ａｏｂに対して反射角度θの２倍の角度２θを有するように加工されており、また、第３の光ファイバＯｆｃも、その第１の端面Ｅｃｉが第３の光軸Ａｏｃに対して９０°−θの角度を有するように加工されているものとする。なお、このような加工は、光ファイバＯｆｇおよび第３の光ファイバＯｆｃを単体で加工できるので、加工効率および精度が容易に確保できることは明らかである。先ず、入出力光学素子Ｅ１の作成方法について説明した後に、出力光学素子Ｅ２の作成方法について説明し、そして光モジュールＯＭの制作について説明する。
【００４０】
以下に、入出力光学素子Ｅ１の作成方法について説明する。先ず、図２に示すように、第１のガラス基板Ｓｇ１上に、上述の如く第１のＶ字溝Ｇｖ１と第２のＶ字溝Ｇｖ２が、互いに２θの角度で交差するように設けられる。なお、第１の側端部Ｓ１に対して、第１のＶ字溝Ｇｖ１は角度９０°−θで交差し、第２のＶ字溝Ｇｖ２は角度２θで交差し、そして第１のＶ字溝Ｇｖ１（第１の中心軸Ａｖ１）と第２のＶ字溝Ｇｖ２（第２の中心軸Ａｖ２）の交点（Ｐ）は、第１の側端部Ｓ１（第１の平面Ｐ１）上あるいは、第１の微少寸法△Ｇ１μｍ（△Ｇ１≧０）だけ第１の側端部Ｓ１の対抗側面側に位置するようにされる。
【００４１】
次に、図３に示す様に、第１の光ファイバＯｆａが接着剤で第１のＶ字溝Ｇｖ１に固定される。そして、予め第１の光軸Ａｏａに対して角度２θで交差する第１の端面Ｅｂｉが第１の光ファイバＯｆａの側面に当接するように、第２の光ファイバＯｆｂが接着剤で第２のＶ字溝Ｇｖ２に固定される。なお、第１の光ファイバＯｆａの第２の端面Ｅａｏは、第１の側端部Ｓ１（第１の平面Ｐ１）上、あるいは第２の微少寸法△Ｇ２μｍ（△Ｇ２≧０）だけ、はみ出して位置するようにされる。このようにして、仮入出力光学素子Ｅ１ｐが作成される。
【００４２】
次に、図４に示す様に、仮入出力光学素子Ｅ１ｐの第１の光ファイバＯｆａの第２の端面Ｅａｏを正確に研磨加工することによって、入出力光学素子Ｅ１が完成される。つまり、第１の光軸Ａｏａと第２の光軸Ａｏｂの成す角度２θを２分する線が砥石ＧＳの研磨面に対して垂直に位置する状態で、仮入出力光学素子Ｅ１ｐの第１の光ファイバＯｆａの第２の端面Ｅａｏを回転する砥石ＧＳに所定時間だけ押しつけて加工することによって、入出力光学素子Ｅ１を完成させる。
つまり、仮入出力光学素子Ｅ１ｐの第１の側端部Ｓ１側の研磨加工時間を管理することにより、第１の光軸Ａｏａおよび第２の光軸Ａｏｂに対して、精度正しく第２の端面Ｅａｏおよび第１の側端部Ｓ１を加工できる。なお、研磨加工時間は、予め加工時間と研磨量の関係を調べて起き、交点Ｐと第１の側端部Ｓ１の位置ずれが±０．５μｍ以下になるようにする。このようにして、入出力光学素子Ｅ１が完成する。
【００４３】
なお、第２の端面Ｅａｏあるいは第１の側端部Ｓ１の研磨精度管理は、上述のように加工時間にではなく、第１の光ファイバＯｆａに光を照射し、第２の光ファイバＯｆｂから出射する光の量に基づいて管理しても良くい。具体的には、図５に示すように、仮入出力光学素子Ｅ１ｐの第１の光ファイバＯｆａの第１の端面Ｅａｉを光ＬＳに接続する。そして、第２の光ファイバＯｆｂの第２の端面ＥｂｏをパワーメータＰＭに接続した状態で、仮入出力光学素子Ｅ１ｐを図４に示した状態で、第１の光ファイバＯｆａの第２の端面Ｅａｏを回転している砥石ＧＳに押しつける。
【００４４】
そして、砥石ＧＳの微少スリットＭＳの空気層で反射した光が、第２の光ファイバＯｆｂに入射する量を、パワーメータＰＭで読みとりながら研磨を行う。パワーメータＰＭの値が所定値になる位置まで加工することにより、最小値１次微分信号ｅｍｐ１の第１の側端部Ｒおよび第２の端面Ｅｂｏが、第１のＶ字溝Ｇｖ１に対して直交し、交点Ｐとの位置ずれ△Ｇが±０．５μｍになるように研磨する。これより、上述の第１の微少寸法△Ｇ１および第２の微少寸法△Ｇ２とも、好ましくは、０μｍ以上且つ０．５μｍに管理されることが望ましい。このように、第２の端面Ｅｂｏの研磨面からの反射光量を測定しながら研磨を行うため、加工時間の管理の場合に比べて、交点Ｐのずれがより小さく、より均一な品質の入出力光学素子Ｅ１が得られる。
【００４５】
また、上述の如く、仮入出力光学素子Ｅ１ｐはその構成要素であるガラス基板Ｓｇ、第１の光ファイバＯｆａ、および第２の光ファイバＯｆｂは、それぞれ事前に所定の寸法精度で加工しされ、また所定の寸法公差（第１の微少寸法△Ｇ１、第２の微少寸法△Ｇ２）で組み立てられている。それゆえに、上術の如くので、第２の端面Ｅｂｏを砥石ＧＳに押しつけて加工する
【００４６】
以下に、出力光学素子Ｅ２の作成方法について説明する。先ず、図６に示すように、第２のガラス基板Ｓｇ２に、第２の側端部Ｒ２に対して角度９０°−θで交差する第３のＶ字溝Ｇｖ３が設けられる。
【００４７】
次に、図７に示すように、第３の光ファイバＯｆｃの第１の端面Ｅｃｉが、第２の側端部Ｒ２上、あるいは第２の側端部Ｒ２から第３の微少寸法△Ｇ３（０．５μｍ≧△Ｇ３≧０）だけはみ出して固定されて、仮出力光学素子Ｅ２ｐが作成される。この仮出力光学素子Ｅ２ｐを、仮入出力光学素子Ｅ１ｐと同様に、研磨加工時間を管理して、研磨することによって出力光学素子Ｅ２が完成する。
【００４８】
次に、光モジュールＯＭの作成方法について説明する。先ず、入出力光学素子Ｅ１の第１の側端部Ｓ１および第２の端面Ｅａｏに紫外線効果性の接着剤を微小量塗布し、フィルタＦの蒸着面を当接させて貼り付ける。次に、出力光学素子Ｅ２の第２の側端部Ｒ２および第１の端面Ｅｂｉに、同接着剤を微小量塗布する。そして、第３の光軸Ａｏｃが第１の光軸Ａｏａと概ね一致するように、入出力光学素子Ｅ１とフィルタＦを挟み込むように、フィルタＦに第２の側端部Ｒ２および第１の端面Ｅｂｉを貼り付ける。
【００４９】
そして、第１の光ファイバＯｆａの第１の端面Ｅａｉから第２の光Ｒ２を第１の光ファイバＯｆａに入射させ、第３の光ファイバＯｆｃの第２の端面Ｅｃｏから出射される光の量が最大となるように、入出力光学素子Ｅ１および出力光学素子Ｅ２の位置決めする。そして、位置決めされた状態で、紫外線を照射して接着剤を硬化させて、入出力光学素子Ｅ１および出力光学素子Ｅ２を固定して、光モジュールＯＭを完成する。
【００５０】
次に、図８を参照して、本発明にかかる光モジュールＯＭの変形例について説明する。本例にかかる光モジュールＯＭｒは、上述の如く作成された入出力光学素子Ｅ１に対して、フィルタＦを貼り付けるところまでは、光モジュールＯＭと同じである。しかし、出力光学素子Ｅ２の代わりに、受光素子Ｐｒを用いる。つまり、入出力光学素子Ｅ１の第１の光ファイバＯｆａからフィルタＦを通過する第２の光Ｒ２が効率良く受光できる位置に、受光素子Ｐｒを配置することにより、光分波機能付受光モジュールとして動作する光モジュールＯＭｒが得られる。
【００５１】
【発明の効果】
このように、本発明においては、入出力光学素子Ｅ１を保持して、出力光学素子Ｅ２の位置決めを行う。そのため、光モジュールＯＭを高精度に組み立てることができ、光損失を低く抑えることができる。また、フィルタＦを入出力光学素子Ｅ１の第１の側端部Ｓ１および第２の端面Ｅａｏと、出力光学素子Ｅ２の第２の側端部Ｒ２と第１の端面Ｅｃｉの全面で挟み込んで規制するため、フィルタＦの角度ずれや反りの発生を効果的に抑制できる。その結果、フィルタＦによる光の透過特性や反射特性にも劣化が少ない。
【００５２】
以上のように、本発明においては、第１のガラス基板に設けられた２本のＶ字溝に２本の光ファイバが埋め込まれた仮入出力光学素子の側端部を、時間あるいは反射光量に基づいて研磨加工し、同側端部の光ファイバ部にほぼ当接するように設置されたフィルタと、入出力光学素子からフィルタを透過する光を効率良く受光する位置に出力光学素子が配置される。
【００５３】
精密な研磨加工によって、入出力光学素子の第１の側端部および第１の光ファイバの出射面上に、２本の光ファイバの光軸の交点が正しく位置する。結果、同交点とフィルタの反射点の位置ずれによる光の利用効率の低下や光ファイバからの出射効率の低下が低減される。また、フィルタＦが入出力光学素子Ｅ１と出力光学素子Ｅ２で隙間無く挟み込まれているので、フィルタＦのそれ委による光の利用効率の知恵かを低減し、均一な品質が得られる光モジュールが提供できる。
【００５４】
また、出力光学素子Ｅ２の代わりに受光素子を、入出力光学素子Ｅ１の第１の光ファイバからフィルタＦを通過するの光が効率良く受光できる位置に配置することにより、光分波機能付受光モジュールとして動作する光モジュールが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる光モジュールの構造を示す模式図である。
【図２】図１に示した入出力光学素子の第１のガラス基板に２本のＶ字溝が設けれた状態を示す模式図である。
【図３】図２に示した第１のガラス基板の２本のＶ字溝のそれぞれに光ファイバが固定されて作成された仮入出力光学素子を示す模式図である。
【図４】図３に示した仮入出力光学素子の第１の側端部の研磨方法を示す模式図である。
【図５】図４に示した仮入出力光学素子の研磨後の入出力光学素子を示す模式図である。
【図６】図１に示した出力光学素子の第２のガラス基板に１本のＶ字溝が設けれた状態を示す模式図である。
【図７】図６に示した第２のガラス基板のＶ字溝に光ファイバが固定されて作成された仮出力光学素子を示す模式図である。
【図８】本発明にかかる光モジュールの変形例を示す模式図である。
【図９】図４に示した仮入出力光学素子の第１の側端部の研磨装置の一例を示す模式図である。
【図１０】従来の光モジュールの構造を示す模式図である。
【図１１】図１０に示した光モジュールのガラス基板に２本のＶ字溝が設けれた状態を示す模式図である。
【図１２】図１１に示したガラス基板の２本のＶ字溝のそれぞれに光ファイバが固定されて状態を示す模式図である。
【図１３】図１２に示した光ファイバが固定されたガラス基板にフィルタ溝が切られた状態を示す模式図である。
【図１４】図１３に示したフィルタ溝にフィルタＦが挿入された状態を示す模式図である。
【符号の説明】
ＯＭ、ＯＭｒ、ＯＭｃ　光モジュール
Ｅ１　入出力光学素子
Ｅ１ｐ　仮入出力光学素子
Ｓｇ１　第２のガラス基板
Ｓｍ１　第１の主平面
Ｇｖ１　第１のＶ字溝
Ｏｆａ　第１の光ファイバ
Ａｏａ　第１の光軸
Ｅａｉ　第１の端面
Ｅａｏ　第２の端面
Ｇｖ２　第２のＶ字溝
Ｏｆｂ　第２の光ファイバ
Ｅｂｉ　第１の端面
Ｅｂｏ　第２の端面
Ｅ２　出力光学素子
Ｅ２ｐ　仮出力光学素子
Ｓｇ２　第２のガラス基板
Ｓｍ２　第２の主平面
Ｇｖ３　第３のＶ字溝
Ｏｆｃ　第３の光ファイバ
Ｅｃｉ　第１の端面
Ｅｃｏ　第２の端面
Ｏｆ１ａ　第１の光ファイバ
Ｅ１ａｉ　第１の端面
Ｅ１ａｏ　第２の端面
Ｏｆ１ｂ　第２の光ファイバ
Ｅ１ｂｉ　第１の端面
Ｅ１ｂｏ　第２の端面
Ｏｆ２　第３の光ファイバ
Ｅ２ｉ　第１の端面
Ｅ２ｏ　第２の端面
Ｐｒ　受光素子
Ｆ　フィルタ
ＬＳ　光源
ＰＭ　パワーメータ
ＧＳ　砥石
ＭＳ　微少スリット
【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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