(57)【要約】【課題】筐体からの応力の影響を受けにくく、かつ、簡易な構成で小型化が可能な導波路型光モジュールを提供する。【解決手段】導波路型光モジュール２００は、筐体２３に内枠２５を設けると共に、内部に樹脂２４が充填される。また、温度無依存型の光導波路素子２１が、この素子の基板と熱膨張係数がほぼ等しい板状部材２２を介して樹脂２４に固定される。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導波路型光モジュールにおいて、
温度無依存型の光導波路素子を筐体内に収容し、
前記筐体は、内枠を有すると共に、内部に樹脂が充填され、
前記光導波路素子は、前記樹脂に固定されることを特徴とする導波路型光モジュール。
【請求項２】
前記光導波路素子と前記樹脂との間には、前記光導波路素子の基板と熱膨張係数がほぼ等しい板状部材が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の導波路型光モジュール。
【請求項３】
前記光導波路素子の基板として石英ガラスを使用した場合、前記板状部材は、熱膨張係数が１×１０−６［／Ｋ］以下の材料で形成されていることを特徴とする請求項２に記載の導波路型光モジュール。
【請求項４】
前記樹脂は、粘度が１［Ｐａ・ｓ］以下の常温硬化型樹脂であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の導波路型光モジュール。
【請求項５】
前記筐体はプラスティック製であり、前記内枠は金属製であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の導波路型光モジュール。
【請求項６】
前記内枠は、ステンレスであることを特徴とする請求項５に記載の導波路型光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、温度無依存型の光導波路素子を用いた導波路型光モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
波長多重通信（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ：ＷＤＭ）分野において、光導波路は、光信号の合波や分波を行う合分波機能を有するデバイスとして重要不可欠なデバイスである。
【０００３】
図５および図６は、従来の導波路型光合分波器１００の側断面図である。
【０００４】
この導波路型光合分波器１００は、石英系光導波路素子１を収納した導波路型光合分波器であり、石英系光導波路素子１の下方に金属薄膜ヒータ２が接着され、金属薄膜ヒータ２の下方に断熱板３が接着される。断熱板３は、その４隅がスペーサ４を介して筐体５にネジ（不図示）で固定される。なお、この断熱板３には、熱の移動を遮断し易く加工が容易で安価なベークライトが使用される。また、石英系光導波路素子１の側方、上方および下方には、断熱材６が充填され、筐体５の内部温度をほぼ一定に保てるようになっている。
【０００５】
さらに、石英系光導波路素子１には温度センサ７が取り付けられ、この導波路型光合分波器１００の外部に温度コントローラ（不図示）が設置される。温度コントローラは、温度センサ７で検出された温度に基づいて金属薄膜ヒータ２を制御するものである。
【０００６】
すなわち、石英系光導波路素子１は、温度やこの素子１に加わる応力によって光学特性が変化する性質がある。このため、温度コントローラによって石英系光導波路素子１の温度調節を行うことによって、この素子１のポートを通過する中心波長をＩＴＵグリッドに収めるようになっている。なお、この図において、符号８は石英系光導波路素子１に接続される光ファイバである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この種の導波路型光モジュールにおいて、石英系光導波路素子１などの温度依存型の光導波路素子を使用すると、上述したように、ヒータや温度コントローラが必要となる。その結果、導波路型光モジュールの構成部品が多くなり、小型化や低コスト化が難しくなる、といった問題があった。
【０００８】
一方、光導波路素子には、光学特性が温度に依存しない温度無依存型のものがある。この温度無依存型の光導波路素子を用いれば、ヒータなどが必要なくなり、モジュールの構成部品が少なくなる。したがって、温度無依存型のモジュールは、小型化および低コスト化に有利である。
【０００９】
しかしながら、光導波路素子は、温度依存型と温度無依存型のいずれにおいても、素子に加わる応力によって光学特性が変化する。このため、モジュールの筐体に歪みがあると、その応力が光導波路素子に加わり、光学特性を変化させてしまうという問題があった。この場合の光学特性の変化は、調整機構を何ら持たない温度無依存型のモジュールでは、補償することができなかった。
【００１０】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、筐体からの応力の影響を受けにくく、かつ、簡易な構成で小型化が可能な導波路型光モジュールを提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述課題を解決するため、本発明は、導波路型光モジュールにおいて、温度無依存型の光導波路素子を筐体内に収容し、前記筐体は、内枠を有すると共に、内部に樹脂が充填され、前記光導波路素子は、前記樹脂に固定されることを特徴とする。この構成によれば、筐体の歪みによる応力が光導波路素子に加わるのを、内枠と樹脂によって吸収することができる。これにより、光学特性の変化を低減することができる。
【００１２】
上記構成において、前記光導波路素子と前記樹脂との間に、前記光導波路素子の基板と熱膨張係数がほぼ等しい板状部材を配置してもよい。光導波路素子の基板として石英ガラスを使用した場合、板状部材は、熱膨張係数が１×１０−６［／Ｋ］以下の材料で形成すればよい。また、前記樹脂は、粘度が１［Ｐａ・ｓ］以下の常温硬化型樹脂を使用することが好ましい。また、前記筐体はプラスティック製であり、前記内枠は金属製であることが好ましい。また、前記内枠は、ステンレスであることが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳述する。以下に示す実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更可能である。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態に係る導波路型光モジュール２００の側面図である。また、図２は、この導波路型光モジュール２００の上面図である。以下、導波路型光モジュール２００をモジュール２００と表記する。なお、符号３０は、光導波路素子２１に接続された光ファイバである。
【００１５】
このモジュール２００において、光導波路素子２１は、板状部材２２が取り付けられ、筐体２３の内部に充填された樹脂２４によって筐体２３に固定される。ここで、この板状部材２２は、光導波路素子２１の基板と熱膨張係数がほぼ等しい材料で形成され、低ヤング率のシリコン熱硬化型樹脂によって光導波路素子と接着される。例えば、光導波路素子２１の基板に石英ガラスを使用した場合は、熱膨張係数が１×１０−６［／Ｋ］以下の材料（例えば、スーパーインバー（Ｓｕｐｅｒ　Ｉｎｖｅｒ））を使用すればよい。なお、インバー（Ｉｎｖｅｒ）とは、熱膨張や熱弾性係数が特殊な性質を持つ合金を言う。これによって、光導波路素子２１を直接樹脂２４に固定する場合に比して熱変形によって素子２１に加わる応力を低減することができ、光学特性の変化を低減することができる。なお、このモジュール２００の内部温度がほとんど変化しない使用環境の場合などは、板状部材２３を用いず、光導波路素子２１の基板を直接樹脂２４に固定するようにしてもよい。
【００１６】
また、筐体２３の内部には、筐体１２の内側側面を覆うように内枠２５が配置される。この内枠２５は、筐体２３の内部歪みを吸収するために配置されるもので、金属材料、例えば、耐久性および加工性に優れたＳＵＳ（ステンレス）で製作される。なお、樹脂２４は、この内枠２５を筐体２３にセットした後、この内枠２５内に充填される。
【００１７】
樹脂２４は、筐体２３の歪みを吸収するために柔らかく流動性に富んだ材料であって、常温硬化性および低吸水性を持った樹脂が使用される。本実施形態では、樹脂２４として、粘度が１［Ｐａ・ｓ］以下のシリコン系常温硬化型樹脂であって、吸水率１％以下の樹脂を用いれば、筐体２３の歪みを十分に吸収可能である。ここで、常温硬化性および低吸水性を要求するのは、高温時や吸水によって樹脂２４の粘度や体積が変化してしまうと、光導波路素子２１に応力が加わってしまい光学特性を変化させてしまう場合があるからである。
【００１８】
このように、このモジュール２００においては、筐体２３の歪みを内枠２５および樹脂２４で吸収するので、筐体２３の歪みによる応力が光導波路素子２１に加わるのを低減でき、光学特性の変化を低減することができる。
【００１９】
言い換えれば、このモジュール２００は、筐体２３の歪みを内枠２５および樹脂２４で吸収できるので、筐体２３に歪みが生じても良く、筐体２３の材料が限定されないという効果を有する。したがって、従来、筐体２３の材料にプラスティックを採用すると、筐体２３をネジ止めした際に大きな歪みが生じ、光導波路素子２１の光学特性を大きく変化させる原因となってしまっていたが、このモジュール２００では、プラスティックを採用してもかかる問題は生じない。これにより、このモジュール２００は、加工性が良く低コストなプラスティックを筐体２３に使用でき、モジュール２００を低コストで製作することが可能となる。
【００２０】
図３は、本実施形態のモジュール２００（符号Ａで示す）と、内枠２５と板状部材２２を取り除いたモジュールＢのそれぞれについての中心波長の変動量（ＣＷＳｈｉｆｔ）を示す図である。この図においては、実装前の中心波長を基準として、各実装工程での変動量を示している。ここで、温度サイクル（図３において、「Ｔ．Ｃ　６　ｃｙｃ」）は、上限７５℃、下限−４０℃の範囲内で１サイクル４時間で周期的に温度を変化させる工程である。また、エージング（Ａｇｉｎｇ）は、８５℃の環境温度で持続させる工程である。
【００２１】
この図に示すように、本実施形態のモジュール２００（Ａ）は、内枠と板状部材を取り除いたモジュール（Ｂ）に比して、中心波長の変動量が低減されることが判る。特に、本実施形態のモジュール２００は、中心波長変動量を０．０１［ｎｍ］以内に収めることができ、実用上、調整の必要がない精度を得ることができた。
【００２２】
また、図４は、本実施形態のモジュール２００の数を増やして、各実装工程での中心波長の変動量の状況を示すヒストグラムである。同図に示すように、モジュール２００は、中心波長変動量が±０．０１［ｎｍ］以下に収まるのが全体の８０％を占め、残りの２０％も±０．０２［ｎｍ］以下に収まっていることが判る。
【００２３】
以上のように、本実施形態のモジュール２００は、筐体２３からの応力の影響による光学特性の変化を低減することができる。また、モジュール２００は、内枠２５の内部に樹脂２４を充填し、その樹脂２４によって板状部材２２に固定された光導波素子２１を固定するという簡易な構成でよいため、従来のモジュール（図５および図６参照）に比して小型化、低コスト化を図ることができる。さらに、筐体２３の材料も限定されないことによっても、モジュール２００の低コスト化を図ることができる。
【００２４】
【発明の効果】
上述したように本発明によれば、温度無依存型の光導波路素子を使用すると共に、筐体の歪みを内枠と樹脂とで吸収するので、光学特性の変化を十分に低減することができる。このため、光学特性の調整機構を設ける必要がなく、簡易な構成でよく、全体を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る導波路型光モジュールの側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る導波路型光モジュールの上面図である。
【図３】本実施形態のモジュールＡと、内枠と板状部材の両方がないモジュールＢのそれぞれについての中心波長の変動量（ＣＷ　Ｓｈｉｆｔ）を示す図である。
【図４】本実施形態のモジュールの各実装工程での中心波長の変動量の状況を示すヒストグラムである。
【図５】従来の導波路型光合分波器の側断面図である。
【図６】従来の導波路型光合分波器の側断面図である。
【符号の説明】
１００、２００　導波路型光モジュール
１、２１　光導波路素子
２２　板状部材
５、２３　筐体
２４　樹脂
２５　内枠
８、３０　光ファイバ
【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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