(57)【要約】【課題】サブアセンブリのパッケージを小型化し、また集光レンズと光ファイバのｚ軸方向の調心を不要とする構造の光通信用モジュールを得る。【解決手段】電気信号をレーザダイオード１で光信号に変換した後、この光信号を光ファイバ３に入射させる構造の光通信用モジュールにおいて、光ファイバへ３の入射部に、集光レンズの機能をなす部材として、フォトニック結晶２を配置する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号をレーザダイオードで光信号に変換した後、前記光信号を光ファイバに入射させる構造の光通信用モジュールにおいて、
前記光ファイバへの入射部に、集光レンズの機能をなす部材としてフォトニック結晶を配置したことを特徴とする光通信用モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザダイオード（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ  ｄｉｏｄｅ）と光ファイバ間において光信号を集光する部品を使用する構造の光通信用モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバが接続された光通信用モジュールであって、電気信号を発光素子であるＬＤ（レーザダイオード：Ｌａｓｅｒ  ｄｉｏｄｅ）を用いて光信号に変換した後、この光信号を上記光ファイバへ送出するようにした光通信用モジュールは、既に知られている。図４に従来の光通信用モジュールの発光素子であるＬＤと光ファイバの結合部の構造を示す。
【０００３】
図４において、１はレーザダイオード、５は集光レンズ、３は光ファイバ、４はこのサブアセンブリのパッケージである。また集光レンズ５とレーザダイオード１、光ファイバ３のそれぞれの焦点距離はＬ１、Ｌ２とする。
【０００４】
本構造では、電気信号はレーザダイオード１を介して光信号に変換され、その光信号は集光レンズ５を通して収束され光ファイバ３の端面から入射する。
【０００５】
一方、光ファイバから導波路への光結合を目的として、フォトニック結晶（ＰｈＣ：Ｐｈｏｔｏｎｉｃ  ｃｒｙｓｔａｌ）を斜めに加工し、このフォトニック結晶を光ファイバと導波路の中間に配置する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。これによれば、光ファイバからの出射光のスポットサイズ（約１０μｍ）を、導波路の幅（１μｍ以下）へと、スポットサイズを１０分の１以下に変換することができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−００４８６９号公報（図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１は、光ファイバからの出射光を導波路へ導く部位に関するものであり、レーザダイオードの光信号を光ファイバに入射させる構造の光通信用モジュールについては触れていない。
【０００８】
図４に示す従来の光通信用モジュールでは、光ファイバに光信号を収束して入射させる必要があるため、集光レンズ５から光ファイバ３の端面の間には、レーザダイオード１から集光レンズ５までの距離Ｌ１に相当する焦点距離Ｌ２が必要となる。したがって、サブアセンブリのパッケージのサイズを小さくできないという問題があった。また、光ファイバ３の位置を集光レンズ５からの焦点に正確に合わせなければならないため、集光レンズ５と光ファイバ３のｚ軸方向の調心を合わせる必要がある。
【０００９】
そこで本発明の目的は、上記課題を克服し、光通信用モジュールのサブアセンブリのパッケージを小型化し、また集光レンズと光ファイバのｚ軸方向の調心を不要とする構造の光通信用モジュールを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、電気信号をレーザダイオード（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ  ｄｉｏｄｅ）で光信号に変換した後、前記光信号を光ファイバに入射させる構造の光通信用モジュールにおいて、光ファイバへの入射部に、集光レンズの機能をなす部材として、フォトニック結晶（ＰｈＣ：Ｐｈｏｔｏｎｉｃ  ｃｒｙｓｔａｌ）を配置した構造としたものである。
【００１１】
＜発明の要点＞
光の物理現象において代表的な特徴の一つとして、ある屈折率を持つ媒質から異なる屈折率の媒質に角度を持つ光が入射したときスネルの法則が成り立つ。つまり以下の式を満たす。
【００１２】
ｎ１ｓｉｎθ１＝ｎ２ｓｉｎθ２  （１）
ここで図２にスネルの法則を説明する図を示す。図の左上から屈折率ｎ１の媒質中で角度θ１の入射角を持つ入射波を屈折率ｎ２の媒質に入射するとスネルの法則を満たすように角度θ２で屈折する透過波となる。
【００１３】
しかし真空からフォトニック結晶にある波長帯で角度を持って光が進む場合、上記の式（１）の条件は満たさず、透過波は角度θ３、つまりあたかも負の屈折率をもつような角度で透過する。この特性を生かしてフォトニック結晶は集光レンズの機能を持つことが知られている。
【００１４】
ここでフォトニック結晶とその集光原理を図３に示す。フォトニック結晶とは、光の半波長程度で屈折率が大きく異なった人工的な多次元周期構造をもつ光デバイスである。図３のように真空中の光源よりフォトニック結晶に光を入射したとき集光することができる。この特性を生かして、波長帯、周期の長さや間隔、屈折率をうまく調節することで、焦点距離を短くし、これに集光レンズの機能を持たせることができる。フォトニック結晶の端面で光を収束するように設計することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。
【００１６】
図１に、フォトニック結晶レンズを用いた光通信用モジュールのＬＤと光ファイバの結合部構造図を示す。図１において、１はレーザダイオード（ＬＤ）、３は光ファイバ、４はこのサブアセンブリのパッケージ、２はフォトニック結晶である。
【００１７】
ホルダ８に保持された光ファイバ３の端面には、板状のフォトニック結晶２が配設され、これから空間６を置いてレーザダイオード１が配設されている。このレーザダイオード１、空間６及びフォトニック結晶２は、包囲体７によりパッケージ４にまとめられ、ホルダ８に保持された光ファイバ３の端面に接合されている。
【００１８】
レーザダイオード１から光ファイバ３の端面までの距離は、レーザダイオード１から板状のフォトニック結晶２までの空間６の距離Ｌ１′と、板状のフォトニック結晶２の厚さに相当する距離Ｌ２′との和（Ｌ１′＋Ｌ２′）であり、これは従来の集光レンズ５を用いた図４におけるレーザダイオード１から光ファイバ３の端面までの距離（Ｌ１＋Ｌ２）より短くなっている。
【００１９】
上記構造において、電気信号はレーザダイオード１を介して光信号に変換され、その光信号はフォトニック結晶２を通して収束され、その端面と接触している光ファイバ３に入射する。
【００２０】
以上において本実施の形態によれば、光通信用モジュールを構成する集光レンズの機能をもつ部分にフォトニック結晶２を使うことにより、この結晶の端面で光を収束させることができるので、フォトニック結晶２と光ファイバ３を接触させることにより、光ファイバ３とのｚ軸方向の調心が不要になる。またサブアセンブリのパッケージ４を小さくすることができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、電気信号をレーザダイオードで光信号に変換した後、この光信号を光ファイバに入射させる構造の光通信用モジュールにおいて、光ファイバへの入射部に、集光レンズの機能をなす部材として、フォトニック結晶を配置した構造としたものである。従って、本発明によれば、フォトニック結晶の端面で光を収束させることができるので、フォトニック結晶と光ファイバを接触させることにより、光ファイバとのｚ軸方向の調心が不要になる。またサブアセンブリのパッケージを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるフォトニック結晶レンズを用いた光通信用モジュールのＬＤと光ファイバの結合部の構造を示した図である。
【図２】角度をもつ入射波による異なった媒質間の光進行方向を示す原理図である。
【図３】フォトニック結晶レンズの集光原理図である。
【図４】従来の光通信用モジュールのＬＤと光ファイバの結合部の構造を示した図である。
【符号の説明】
１  レーザダイオード
２  フォトニック結晶
３  光ファイバ
４  サブアセンブリのパッケージ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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