(57)【要約】【課題】低損失で、受光素子への結合効率を向上し、組立工数を短縮する光モニターを安定して提供する。【解決手段】光を入出射する２本の光ファイバと、光の一部は透過するがほとんどの光が反射する一部透過型反射ミラーとほとんどの光を透過し反射することのない反射防止膜と、前記一部透過型反射ミラーからの透過光を受光する受光素子を備える光モニターであり、前記受光素子は前記一部透過型反射ミラーと前記反射防止膜を施した透明部材で形成されたキャップにより封止されており、前記一部透過型反射ミラーと前記受光素子との距離は正確にモニターされ作製されており、前記光ファイバとして先端を球面化した先球光ファイバを用いた光モニターを用いる。前記先球光ファイバは、その光軸方向同士の為す角度が３０°以下であることを特徴とする。【選択図】        図１
2004311687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を受ける受光素子と、前記受光素子を設けるベース部と、前記受光素子を封止するために前記ベース部に設けられるキャップを備え、
前記キャップには、光の大部分を反射する一部透過型反射ミラーが設けられており、
前記キャップが透明部材で構成されていることを特徴とする光受光素子。
【請求項２】
前記一部透過型反射ミラーは前記キャップの外側に設けられており、前記キャップの内側には反射防止膜が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光受光素子。
【請求項３】
前記受光素子を備えるベース部と前記キャップを接合するための接合層を有し、前記接合層は厚さ０．４ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光受光素子。
【請求項４】
前記接合層は熱を加えることにより硬化する材質であり、前記接合層が前記ベース部と前記キャップを固着接続することにより前記受光素子が外気から封止されていることを特徴とする請求項３に記載の光受光素子。
【請求項５】
前記一部透過型反射ミラーと前記反射防止膜との距離が０．１ｍｍ以上且つ０．５ｍｍ以下であって、且つ前記反射防止膜と前記受光素子との距離が０．１ｍｍ以上且つ５．０ｍｍ以下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光受光素子。
【請求項６】
光を入射若しくは出射する２本の光ファイバと、請求項１乃至５のいずれかに記載の光受光素子を備える光モニターであり、
前記光ファイバのうち、一方から入射した光を前記一部透過型反射ミラーで反射して他方に出射し、
前記一部透過型反射ミラーにおける透過光を前記光受光素子で検知することを特徴とする光モニター。
【請求項７】
前記光ファイバの光軸線上に集光用レンズを配置し、前記集光用レンズは先端を球面化した先球ファイバであり、前記先球ファイバは前記一部透過型反射ミラーに対する入射角度θが２°以上且つ１５°以下であることを特徴とする請求項６に記載の光モニター。
【請求項８】
光を入射若しくは出射する複数の光ファイバと、請求項１乃至５のいずれかに記載の光受光素子を備える光モニターであり、
前記光ファイバの一方から入射した光を前記一部透過型反射ミラーで反射して他方に出射し、前記一部透過型反射ミラーを透過した光を前記光受光素子で検知し、
前記光受光素子はアレイ化された複数の受光素子を備え、
一方の光ファイバからの透過光を検知する受光素子と他方の光ファイバの透過光を検知する受光素子が異なることを特徴とする光モニター。
【請求項９】
光を入射若しくは出射する複数の光ファイバと、請求項１乃至５のいずれかに記載の光受光素子を備える光モニターであり、
前記光ファイバの一方から入射した光を前記一部透過型反射ミラーで反射して他方に出射し、前記一部透過型反射ミラーを透過した光を前記光受光素子で検知し、
前記光受光素子はアレイ化された複数の受光素子を有し、前記複数の受光素子のうち少なくとも２個を用いることで、それぞれの光ファイバにおける光の入出射の方向がモニターできることを特徴とする光モニター。
【請求項１０】
請求項６乃至９のいずれかに記載の光モニターを２個以上を組み合わせたことを特徴とする光モニターアレイ。
【請求項１１】
請求項６乃至９のいずれかに記載の光モニターを光伝送用の光ファイバに接続し、、前記光ファイバで光信号を双方向に伝播させる双方向通信を行うことを特徴とする光モニターを用いた光システム。
【請求項１２】
請求項６乃至９のいずれかに記載の光モニターと、光部品を備え、
前記光部品の入射光若しくは出射光を前記光モニターに通すことにより、光部品における光の光量若しくは向きの少なくとも１つを検知することを特徴とする光モニターを用いた光システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信システムや光パワー伝送システムにおいて、光パワーの監視に用いられる光モニターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信システムや光パワー伝送システムにおいて、それらシステムの動作状況を監視する必要がある。このような用途において、図７に示すように入射光１０１を光ファイバカップラー等の光合分波器２０１により、出射光１０２と分離光１０３に分離し、分離光１０３は光ファイバを介して独立した受光素子２０２によって受光され、光パワーをモニターしている。図７では、入射側および出射側の光ファイバを曲線で表示し、それらを伝播する入射光１０１や出射光１０２等の向きを矢印で表示した。また、図８に示すように、第一、第二の屈折率分布型のＧＲＩＮレンズ２０３ａ、２０３ｂに所望の透過率を有する一部透過反射膜２０４を挟み込み、ＧＲＩＮレンズ２０３ａには光の入出射を行う２本の光ファイバ（入射光１０１を通す光ファイバ、出射光１０２を通す光ファイバ）を設け、ＧＲＩＮレンズ２０３ｂには受光素子２０２を接続させ、一体化した光モニターが示されている（例えば、特許文献１）。さらに、図９に示すように、入射光１０１と出射光１０２に対応したの２本の光ファイバをフェルール２０３ｄの中心孔に軸対称になるように固定し、ＧＲＩＮレンズ２０３の端に一部透過反射ミラー２０４を設け、分離光１０３を受光素子２０２によりモニターする事が示されている（特許文献２）。
【０００３】
屈折率分布型のＧＲＩＮレンズを用いた場合の図８ではレンズから出射される分離光１０３は入力する光ファイバと同じビーム拡がり角の特性を持つために、受光素子２０２の受光面における距離に対してビームスポットが変化して、受光効率が低下する事がある。また、図９では、２本の光ファイバ１０１，１０２間の距離が光ファイバ径に相当する。上側の光ファイバにおいて入射光を通す場合と、光の向きを逆にした場合とを検討すると、それぞれの光ファイバから受光素子２０２に入射される光（光のスポット）はほぼ重なっており、どちらの光ファイバから照射された光であるかを判別することができない。そのため光の伝搬方向を判別できないという問題点がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６２−２６９９０９号公報（第２頁、第１図）
【特許文献２】
特開２０００−３３８３５９号公報（第３頁、図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、光モニターの光を受光する光受光素子のキャップに一部透過型反射ミラーと反射防止膜を施した透明部材を用いて外気より封止することにより信頼性を確保することにある。更には、前記キャップと受光素子を配置してあるベース部との接合において、前記一部透過型反射ミラーと前記受光素子との距離を制御しながら、接合することにより、前記一部透過型反射ミラーと前記受光素子との距離を正確に制御し、且つ一部透過型反射ミラーと受光素子のアライメント工程を短縮し工数削減を可能にすることにある。これら従来の課題を解決し、高効率の光モニターを実現する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
［１］  本発明の光受光素子は、光を受ける受光素子と、前記受光素子を設けるベース部と、前記受光素子を封止するために前記ベース部に設けられるキャップを備え、
前記キャップには、光の大部分を反射する一部透過型反射ミラーが設けられており、
前記キャップが透明部材で構成されていることを特徴とする。
【０００７】
［２］  上記［１］に記載の光受光素子では、前記一部透過型反射ミラーが前記キャップの外側に設けられており、前記キャップの内側には反射防止膜が設けられている構成とすることができる。
より詳細には、前記キャップ前面には、光の一部は透過するがほとんどの光が反射する一部透過型反射ミラーとしての機能を持つ誘電体多層膜が施されており、前記キャップの裏面には、光の大部分を透過し、ほとんど反射することのない反射防止膜としての機能を持つ誘電体多層膜が施されている構成とすることができる。
【０００８】
［３］  上記［１］又は［２］に記載の光受光素子では、前記受光素子を備えるベース部と前記キャップを接合するための接合層を有し、前記接合層は厚さ０．４ｍｍ以下である構成とすることができる。
【０００９】
［４］  上記［３］に記載の光受光素子で、前記接合層は熱を加えることにより硬化する材質であり、前記接合層が前記ベース部と前記キャップを固着接合することにより前記受光素子が外気から封止されている構成とすることができる。
【００１０】
ここで、キャップとして透明部材を用いることにより、光受光素子の組立において、一部透過型反射ミラー又は反射防止膜と受光素子との距離をＣＣＤカメラや光学実体顕微鏡などを用いてモニターすることが出来る。寸法ズレに対しては、キャップと受光素子を備えるベース部との接合層で調整を行う。すなわち、熱を加えると溶融する接合物、例えばガラスビーズ、封止接着剤などにより接合を行なう。これにより、一部透過型反射ミラー又は反射防止膜と受光素子の距離を正確に制御しながらの組立・固定が可能となる。
【００１１】
更に、一部透過型反射ミラーとしては、例えば、前記キャップ前面に誘電体多層膜を設け、前記誘電体多層膜の透過率が１０％以下である構成を用いる。反射防止膜としては、前記キャップ裏面に誘電体多層膜を設け、前期誘電体多層膜の透過率が９９．９％以上である構成を用いる。受光素子は、例えば、フォトダイオードなどの半導体系の光検知素子を用いる。
【００１２】
［５］  本発明の他の光受光素子は、上記［１］乃至［４］のいずれかに記載の光受光素子において、前記一部透過型反射ミラーと前記反射防止膜との距離が０．１ｍｍ以上且つ０．５ｍｍ以下であって、且つ前記反射防止膜と前記受光素子との距離が０．１ｍｍ以上且つ５．０ｍｍ以下であることを特徴とする。前記受光素子は、前記一部透過型反射ミラーと前記反射防止膜を透過してきた光を受光するものである。例えば、前記反射防止膜と前記受光素子との距離を０．１ｍｍ以上取ることにより、前記受光素子へのワイヤーボンディングにおいて、ワイヤー高さを前記受光素子から０．１ｍｍまで許容できるようになり、十分な作業スペースを確保でき、５．０ｍｍ以下とすることで、前記反射防止膜を透過した光の拡がりを前記受光素子の受光径よりも小さくすることができ、高効率で受光素子に結合させることができる。
【００１３】
［６］  本発明の光モニターは、光を入射若しくは出射する２本の光ファイバと、上記［１］乃至［５］のいずれかに記載の光受光素子を備える光モニターであり、
前記光ファイバのうち、一方から入射した光を前記一部透過型反射ミラーで反射して他方に出射し、
前記一部透過型反射ミラーにおける透過光を前記光受光素子で検知することを特徴とする。なお、前記光ファイバの先端には光を集光するためのレンズを配置してもよい。
【００１４】
光を集光するためのレンズは、例えば、球レンズ、ロッドレンズ、ＧＲＩＮロッドレンズ、などを用いることが出来るが、高効率の光結合を実現するためには先球光ファイバを用いることが望ましい。レンズにより光の拡散を抑制し、光路上で対向する光ファイバに対して、平行光線もしくは光スポットを絞った光線を伝播する。これら、光ファイバと集光レンズと一部透過型反射ミラーを用いることで、低損失で高効率の光結合と、光の検知（モニタリング）を行なうことができる。
【００１５】
［７］  本発明の他の光モニターは、上記［６］の光モニターにおいて、前記光ファイバの光軸線上に集光用レンズを配置し、前記集光用レンズは先端を球面化した先球光ファイバであり、前記先球ファイバは前記一部透過型反射ミラーに対する入射角度が２°以上且つ１５°以下であることを特徴とする。すなわち、一部透過型反射ミラー面の法線に対して入射光若しくは反射光が２°〜１５°の傾きを有するように配置する。
反射ミラーへの入射角度が１５°より大きいと、斜め入射による偏光依存性の影響で正確な光パワーのモニターが難しくなる。一方、入射角度を１°より小さくしようとすると、コリメータあるいは先球光ファイバが空間的に干渉してしまう。より望ましくは２°以上とする。角度θを１５°以下という小さい値にしているため、光モニター全体を小型化することができる。例えば、角度θが９０°であると、光ファイバの取り回しに広さを必要とするため、光モニター全体を小さくすることが難しい。
【００１６】
［８］  本発明の他の光モニターは、光を入射若しくは出射する複数の光ファイバと、請求項１乃至５のいずれかに記載の光受光素子を備える光モニターであり、
前記光ファイバの一方から入射した光を前記一部透過型反射ミラーで反射して他方に出射し、前記一部透過型反射ミラーを透過した光を前記光受光素子で検知し、
前記光受光素子はアレイ化された複数の受光素子を備え、一方の光ファイバからの透過光を検知する受光素子と他方の光ファイバの透過光を検知する受光素子が異なることを特徴とする。
【００１７】
アレイ化とは、例えば、複数の半導体受光素子を一つの基板上に一括して形成・配列させたものを指す。多数の受光素子基板（チップ）を一つの枠体内に組立てたり、異なる受光素子を配列させて構成することもできるが、フォトリソグラフィーなどの薄膜プロセスで一括形成する方が、工程を短くし、コストを低減することができ、受光素子同士の間隔を正確に作製できるという点でも優れている。
受光素子を２個用い、一方の受光素子を一方の先球光ファイバからの透過光に対応させ、他方の受光素子を他方の先球光ファイバからの透過光に対応させて、先球光ファイバと受光素子の組合わせているため、いずれの受光素子が光を検知したかによって、光が入射している側の先球光ファイバを特定することができ、光の入射方向を判別可能である。
【００１８】
［９］  本発明の他の光モニターは、光を入射若しくは出射する複数の光ファイバと、請求項１乃至５のいずれかに記載の光受光素子を備える光モニターであり、
前記光ファイバの一方から入射した光を前記一部透過型反射ミラーで反射して他方に出射し、前記一部透過型反射ミラーを透過した光を前記光受光素子で検知し、
前記光受光素子はアレイ化された複数の受光素子を有し、前記複数の受光素子のうち少なくとも２個を用いることで、それぞれの光ファイバにおける光の入出射の方向がモニターできる。
【００１９】
［１０］  本発明の光モニターアレイは、上記［６］乃至［９］のいずれかに記載の光モニターを２組以上を組み合わせたことを特徴とする。本発明の光モニターは低損失で、光の結合効率が高いため、多数個を使用しても、光の強度を検知することによる損失が問題にはならないという点で優れている。
【００２０】
［１１］  本発明の光モニターを用いた光システムは、上記［６］乃至［９］のいずれかに記載の光モニターを、光伝送用の光ファイバに接続し、前記光ファイバ線で光信号を双方向に伝播させる双方向通信を行うことを特徴とする。
【００２１】
本発明に係る光モニターにおいて、一部透過型反射ミラーは、光の透過率が１０％以下であることが好ましい。これは、光通信システムや光パワー伝送に光モニターを組み込んだときに、光損失を抑制するためである。さらに、前記透過率を５％以下、より好ましくは１％以下とすることにより、光損失を回復するための増幅などを行なわないで済む。ここで、光透過率が１０％以下とは、波長λが１μｍ以上且つ１．７μｍ以下の範囲内の光について、特定の波長の光で測定したときに、その透過率が１０％以下であることに相当する。
【００２２】
［１２］  本発明の光モニターを用いた他の光システムは、上記［６］乃至［９］のいずれかに記載の光モニターと、光部品を備え、
前記光部品の入射光若しくは出射光を前記光モニターに通すことにより、光部品における光の光量若しくは向きの少なくとも１つを検知することを特徴とする。
【００２３】
光部品は、例えば光信号処理機器や光路切替装置等を含む。光信号処理機器としては、光アンプ（増幅器）、光アッテネーター（減衰器）、光ゲインイコライザー（増幅・減衰機器）、光分波器、光合波器等が挙げられる。光路切替装置としては、光スイッチ（ファイバ駆動式、ミラー駆動式若しくはプリズム駆動式のスイッチ）、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）スイッチ、導波路型光スイッチやサーモ光スイッチ（加熱等により光路を切替えるタイプ）等のタイプが挙げられる。本発明に係る光モニターは光損失を低く抑制されているため、光信号処理機器もしくは光路切替装置等を備えた光システムにおいて、機器や装置が機能しているかを正確に測定することができる。
【００２４】
本発明では、先球化された光ファイバにより、出射されるビーム径を１００μｍ以下と小さくして、光モニターの受光素子に入射光の一部（透過光）を効率よく結合できる。また、先球光ファイバを２本組み合わせて光の入出射に用いることで小型でかつ任意の分離角の光軸を形成できる。一部透過型ミラーの透過光を２つの受光素子にそれぞれ別々に結合できるために光ファイバにおける光の伝搬方向が正確に判別できる。受光素子における受光面（すなわち、光を感知若しくは検知できる部位）は、照射されるビーム径より大きいことが望ましい。例えば、直径８０μｍの円形の受光面とする。矩形等のように非円形の受光部とする場合には、照射される光のビームが受光部内に照射されること、照射されるビームが受光部からはみ出す割合が小さいことが望ましい。光モニターのモニタリングによる損失を押えるには、一部透過型反射ミラーを透過する光の割合を出来る限り小さくするとよい。そのような場合、微弱な光ビームを漏れなく受光部に照射する方が、受光素子から十分な出力を得る上で好ましい。
【００２５】
本発明では、前面に一部透過型反射ミラーを形成すると共に裏面に反射防止膜を形成した透明部材のキャップを用いて、受光素子を外気から完全に封止し、信頼性を確保する。さらに、前記一部透過型反射ミラーと一体化した光受光素子を用いることで、組立てのアライメントを一度行なえば、自動的に前記一部透過型反射ミラーを透過した光が前記受光素子に結合する。したがって、アライメント工数を削減することが可能となる。組立てのアライメントは、一方の光ファイバからの入射光を前記一部透過反射ミラーにより反射し、もう一方の光ファイバに出射されるように位置合わせすることである。
【００２６】
発明者らは、図１０に示すように、ケース２２内に光の入射と出射を行なう先球光ファイバ１１及び１２を配置し、その前方に入射光の一部を透過させる一部透過反射膜２０４を設け、一部透過反射膜を透過した透過光１０３ａ及び１０３ｂはそれぞれ個別に対応した受光素子２０２ａ及び２０２ｂによって検知されることで、入射方向を判別する構成を検討している（特願２００２−１６６７３５号）。しかしながら、図１０の比較例の構成では、一部透過反射膜２０４と受光素子２０２が独立しており、反射光を光ファイバに結合させるアライメントを一部透過反射膜で行い、次に受光素子に透過光が入るようにアライメントを行なう。すなわち、アライメントを二度行なう必要がある。これに対して、本発明の構成では、組立のアライメントの工数を削減することができる。また、外気を遮断するため、信頼性確保の点でも優れている。
【００２７】
発明者らは更に、図１１に示すように、ケース２２内に光の入射と出射を行なう先球光ファイバ１１及び１２を配置し、その前方に入射光の一部を透過させる一部透過反射膜２０４を設けた窓を用いたキャップ２０６にて受光素子２０２ａと２０２ｂを封止することにより、信頼性を確保し、一部透過反射膜を透過した透過光１０３ａ及び１０３ｂはそれぞれ個別に対応した受光素子２０２ａ及び２０２ｂによって検知されることで、入射方向を判別する構成を検討している。（特願２００３−００８６０３号）。しかしながら、図１１の比較例の構成では、キャップ２０６の寸法公差及び組立公差の受光感度への影響を避けることが出来ない。例えば、入射角θにて一部透過反射膜２０４に光が入射したとする。一部透過反射膜を施した窓の裏面と受光素子２０２ａと２０２ｂの距離をｔとし、キャップ２０６の寸法及び組立公差の和が±０．２ｍｍであると仮定する。このときのビームの入射位置からのオフセット量Ｘｏｆｆｓｅｔは次式で表される。
Ｘｏｆｆｓｅｔ＝（ｔ±０．２）ｓｉｎθ                              （１）
寸法公差が０の時にビームが受光素子の中心に入射されるとした場合、すなわち２Ｘｏｆｆｓｅｔが受光素子２０２ａ及び２０２ｂのピッチとなる場合、０．２ｍｍの寸法公差を考慮すると、±０．２ｓｉｎθだけ、ビーム位置がシフトすることになる。例えば入射角度θが８°であったとすると、このシフト量は約±２８μｍとなり、受光径８０μｍの受光素子に対しては大きなシフト量となり、受光感度の低下を引き起こしてしまう。これに対して、本発明の構成では透明部材にて作製されたキャップを用い、一部透過反射膜及び反射防止膜と受光素子の距離を確認し、接着層を調整しながら組立を行なうため、寸法公差をほぼ無くすことができ、受光感度の低下を引き起こすことは無い。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる実施例を説明する。なお、これら実施例により本発明が限定されるものではない。
【００２９】
（実施例１）
図１は本発明に適用する光モニターの一実施例に係る概略図である。この概略図は一部断面図に相当し、ケース２２内に、光の入射と出射を行なう先球光ファイバ１１及び１２と、入射光の一部を透過させる一部透過反射膜２０４をキャップ２０６前面に、一部透過反射膜を透過した光の反射を防ぐ反射防止膜２０５を裏面に設けた透明部材からなり、受光素子２０２を備えるベース部２０８との接合層２０７を熱により固着接合を行い、外気より封止された受光素子の様子を示す。
キャップ２０６は、凹凸形成した鋳型により一体形成する手法や円筒型透明部材に同じく透明部材で作られている円板を溶融接合させる手法によっても作製できる。作製したキャップ２０６の前面に一部透過反射膜を裏面に反射防止膜を成膜させた。一部透過反射膜と反射防止膜の距離、つまり前面の透明部材の厚さを０．２５ｍｍ、入射させる光の入射角θを８°とすると、反射防止膜と受光素子間の距離は計算上０．７２４ｍｍとする必要がある。透明部材の屈折率は１．４８５とした。作製したキャップの反射防止膜と受光素子間の距離は０．５±０．２ｍｍであり、ＣＣＤカメラにより反射防止膜と受光素子間の距離を確認しながら、キャップと受光素子を備えるベース部に空隙を設け、熱を加えると溶融する接合物、例えばガラスビーズなどにより接合層２０７を作製した。これにより、反射防止膜と受光素子の距離を０．７２±０．０５ｍｍに制御することが可能となり、受光感度のバラツキを低減させることができた。
【００３０】
先球光ファイバ１１、１２は、光が伝搬するコアを有する光ファイバの先端に光ファイバのコア径よりも大きいまたはコアの無い光ファイバを融着接続して、光ファイバの先端を加熱溶融させて球面化した先球ファイバである。この光モニターは、一部透過反射膜２０４を介して先球光ファイバ１１、１２を対向させることで光の出射および入射を行なうものである。外径１２５μｍ、コア径１０μｍのシングルモード光ファイバに、外径１４５μｍ、コア径１００μｍの光ファイバを融着接続し、その先端部を溶融加熱することで、曲率半径Ｒ＝２００μｍの先球部を形成し、シングルモード光ファイバのコアと先球部表面間の距離Ｔ＝８００μｍの先球光ファイバを作製した。この先球光ファイバはコリメータとして機能する。２本の先球光ファイバ間距離５ｍｍ（即ち、先球光ファイバ間の光路長＝５ｍｍ）で挿入損失０．２ｄＢが得られ、先球部からの反射戻り量は５５ｄＢ以上と低反射であった。先球部には反射防止膜を施している。
【００３１】
入射光１０１は先球光ファイバ１１から入射され、１％の透過率を有する一部透過反射膜２０４により９９％が反射され、先球光ファイバ１２に結合され出射光１０２となる。一部透過反射膜２０４を透過した１％の透過光１０３は受光素子２０２によって検知される。すなわち、透過光の強度を検知することで光がモニターされる。本実施例では、先球光ファイバ１１と１２の光軸の為す角度２θを１６°としたが、３０°以内であれば偏光依存性を小さくできる。本実施例の光モニターは先球光ファイバ１１と１２の間の距離は５ｍｍと損失が最低となるように合わせてあり、挿入損失０．３ｄＢが得られている。また、ケース２２のサイズがφ５．６ｍｍ、長さ１８ｍｍと小型に実現できた。この光モニターを光通信用の光ファイバの接続点に組み込んで、光ファイバを伝播してきた光量の測定に用いたところ、低損失であるため、光モニターの挿入による影響をほとんど受けずに、光伝送を実現できた。
【００３２】
なお、図１の構成で、受光素子２０２は、その周囲を支持するベース部２０８と、配線用の２〜３本の端子を備える。ケース２２の外に突出している前記端子には、受光素子を動作させて光の強度を測定するための配線を接続するが、前記配線の図示は省略した。符号２０４、２０５、２０６、２０７、２０８の部位は断面であるが、図を見やすくする為にハッチングを省略して図示した。
以下、同様の部品については同じ符号で説明する。
【００３３】
（実施例２）
本発明の一実施例の光システムとして、分岐数１の１×２の光スイッチ１５０と、実施例１の光モニターを２個組合わせて、低損失で光量検知可能な光路切替装置１８０を構成した。図２の概略図でこの光システムを説明する。光スイッチ１５０はケースの一方の面に１本の入力光ファイバと２本の出力光ファイバを備え、入力された光１００をいずれか一方の出力光ファイバから入射光１０１ａ又は１０１ｂとして出射する構成とした。さらに、各々の出力光ファイバに光モニター１６０ａ，１６０ｂを接続し、光モニターの出射光ファイバーの各々を光路切替装置の出力端として、出射光１０２ａ又は１０２ｂと出力する。光スイッチ１５０を切替える駆動回路１７０に、光量の検知結果をフィードバックする制御回路１７１を組み込むとともに、光モニターの端子は導線を介して前記制御回路１７１に接続した。このようにして、低損失でいずれの光路が選択されているか随時に確認できる光路切替装置を得た。
【００３４】
（実施例３）
図３は本発明に適用する光モニターの他の一実施例に係る概略図である。入射光１０１は先球光ファイバ１１から出射され、１％の透過率を有する一部透過反射膜２０４により９９％が反射され、先球光ファイバ１２に結合され、出射光１０２となる場合、一部透過反射膜２０４を透過した１％の透過光１０３ａは受光素子２０２ａによって検知される。すなわち、透過光の強度を検知することで光がモニターされる。
【００３５】
また、入射光が符号１０２に相当し、出射光が符号１０１に相当する場合には、入射光１０２は先球光ファイバ１２から出射され、１％の透過率を有する一部透過反射膜２０４により９９％が反射され、先球光ファイバ１１に結合され、出射光１０１となる。一部透過反射膜２０４を透過した１％の透過光１０３ｂは受光素子２０２ｂによって検知され、光がモニターされる。このように、それぞれの光ファイバからの入射光は独立した受光素子２０２ａ、２０２ｂのいずれかによりモニターされる。したがって、光の伝搬方向をもモニターできる。図３の構成で、受光素子２０２ａと受光素子２０２ｂは共通の枠体に支持されている。枠体からケース２２の外に突出している端子の数は４本である。
【００３６】
図３では独立した受光素子をそれぞれ配置していたが、２個以上の受光素子をアレイ化した構成を用いることもできる。すなわち、図３において、受光素子２０２ａ及び２０２ｂを、図４に示すアレイ化した受光素子に置換することができる。図４は、本発明の他の実施例に係る光モニターを説明するための一部拡大図である。受光素子の作製工程のフォトリソグラフィーにより、同一基板上に素子をアレイ化させた物を用いる。この場合、図４に示すように受光素子２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、２０２ｄの４個のアレイ化された素子のうち、両端の２０２ａと２０２ｄのみを用いることで、フォトリソグラフィーの位置精度で正確に受光素子を配置することができる。容易に光軸との位置決めができる。
【００３７】
更には図５に示すように２０２ｂ、２０２ｃのみを利用することにより、１％の透過率を有する一部透過反射膜２０４と受光素子との距離を小さくする。この距離は透明部材にて作製されたキャップの厚みを変更することにより容易に調整できる。すなわち、入出射光の角度が変わった場合でもアレイ化された受光素子の間隔を変えることなく、容易に光を受光部に結合させることができる。
【００３８】
（実施例４）
図６は本発明に適用する光モニターの一実施例に係る概略図である。実施例２の光モニターをＮ個並べて一つのパッケージにおさめたものであり、Ｎチャンネルの光モニターを構成している。３番目から（Ｎ−１）番目の光モニターは図示を省略して、点線で示した。
実施例３及び４で述べたように、本発明の光モニターは光パワーを低損失でモニターすると共に、光の入射方向をもモニターできる光モニターとして実現された。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の光モニターを用いることで、光通信システムや光パワー伝送システムにおける光パワーの監視に用いられる光モニターとして、従来の光モニターに比べて低損失で且つ光の伝送方向もモニターが可能となる光モニターを実現することができた。また、一部透過反射膜と反射防止膜を設けた透明部材にて形成されたキャップにて受光素子を封止する一体構造とすることにより、アライメント工程を簡略化でき、工数削減を実現できた。更には、部材交差に関係なく、一部透過反射膜と受光素子の距離をモニターして組立が可能となり、高効率にて光を受光する光モニターを安定して作製することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の光モニターの概略図である。
【図２】本発明の一実施例の光システムの概略図である。
【図３】本発明の他の一実施例の光モニターの概略図である。
【図４】本発明の光モニターを説明するための一部拡大図である。
【図５】本発明の光モニターを説明するための一部拡大図である。
【図６】本発明の他の一実施例の光モニターの概略図である。
【図７】従来の光モニターを説明するための概略図である。
【図８】従来の光モニターを説明するための断面図である。
【図９】従来の光モニターを説明するための断面図である。
【図１０】従来の光モニターを説明するための断面図である。
【図１１】従来の光モニターを説明するための断面図である。
【符号の説明】
１１，１２  先球光ファイバ、  ２２  ケース、
１０１  入射光、  １０２  出射光、  １０３  分離光、
１０３ａ  透過光、  １０３ｂ  透過光、  １００  入力された光、
１０１ａ，１０１ｂ  入射光、
１０２ａ，１０２ｂ  出射光、
１５０  光スイッチ、
１６０ａ，１６０ｂ  光モニター、
１７０  駆動回路、  １７１  制御回路、  １８０  光路切替装置、
２０１  光合分波器、  ２０４  一部透過反射膜、２０４ｂ  一部透過反射膜、
２０２  受光素子、  ２０２ａ  受光素子、
２０２ｂ，２０２ｃ，２０２ｄ  受光素子、
２０３，２０３ａ，２０３ｂ  ＧＲＩＮレンズ、
２０３ｄ  フェルール、
２０５  反射防止膜、２０６  キャップ、２０７  接合層、２０８  ベース部
２０９  フェルール
【図１】
2004311687.tif 000003
【図２】
2004311687.tif 000004
【図３】
2004311687.tif 000005
【図４】
2004311687.tif 000006
【図５】
2004311687.tif 000007
【図６】
2004311687.tif 000008
【図７】
2004311687.tif 000009
【図８】
2004311687.tif 000010
【図９】
2004311687.tif 000011
【図１０】
2004311687.tif 000012
【図１１】
2004311687.tif 000013