(57)【要約】【課題】挿入損失の低減を図りつつ、反射戻り光の低減を図った光モジュールを提供すること。また、光部品などを取り付けるための部品点数、調整の手間、及び配置スペースの削減と挿入損失の低減を図りつつ、反射戻り光の低減を図った光モジュールを提供すること。【解決手段】光ファイバアレイ４２とレンズアレイ４４とを備える光モジュール４０において、ファイバ出射端面４１ａおよびレンズ基板４６の他端面４６ｂは、最適な角度だけ異なる角度に研磨されている。他端面４６ｂをファイバ出射端面４１ａと平行に対向させ、３つの面４１ａ，４６ｂ，４６ａをコア中心軸Ｃ２に斜めにして、３つの面での反射戻り光を低減させる。ビームチルト角αが最適な角度になるように、両アレイ４２，４４を調整することで、挿入損失が低減される。出射光Ａがコア中心軸Ｃ２と平行になるので、別の光部品などを取り付けるための部品点数、調整の手間、配置スペースが削減される。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの光ファイバを有する光ファイバアレイと、少なくとも一つの微小レンズを有するレンズアレイとを備え、コリメータ或いはコリメータアレイとして構成される光モジュールであって、
前記光ファイバアレイのファイバ出射端面およびこの端面に対向する前記レンズアレイのレンズ入射端面はそれぞれ前記光ファイバのコア中心軸および前記微小レンズの光軸に対して斜めに研磨されており、前記レンズアレイのレンズ出射端面から出射する出射光の、前記微小レンズの光軸に対する角度が最適な角度になるように、前記光ファイバアレイと前記レンズアレイとを調整することを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記ファイバ出射端面と、前記レンズ入射端面と、前記レンズ出射端面との３つの面を、前記光ファイバのコア中心軸に対してそれぞれ斜めにし、前記出射光が前記コア中心軸と平行になるように前記光ファイバアレイと前記レンズアレイとを調整す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】
前記ファイバ出射端面および前記レンズ入射端面は前記最適な角度だけ異なる角度に研磨されており、前記レンズ入射端面を前記ファイバ出射端面と平行に対向させることで、前記３つの面を前記コア中心軸に対してそれぞれ斜めにし、前記レンズアレイを前記ファイバ出射端面に平行な方向に移動させて、前記出射光を前記コア中心軸と平行に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】
前記レンズアレイは透明なレンズ基板の一端面に少なくとも一つの微小レンズを設けた平板マイクロレンズアレイであり、前記レンズ基板の他端面を前記レンズ入射端面としたことを特徴とする請求項２又は３に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記ファイバ出射端面および前記レンズ出射端面は異なる角度で研磨されているとともに、前記レンズ入射端面は前記光軸に対して垂直に研磨されており、前記レンズ入射端面を前記ファイバ出射端面と所定の角度をもたせて対向させることで、前記３つの面を前記コア中心軸に対してそれぞれ斜めにし、前記レンズアレイを前記ファイバ出射端面に平行な方向に移動させることで、前記出射光を前記コア中心軸と平行にす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６】
前記レンズアレイは透明なレンズ基板の一端面に少なくとも一つの微小レンズを設けた平板マイクロレンズアレイであり、前記レンズ基板の一端面を前記レンズ入射端面としたことを特徴とする請求項５に記載の光モジュール。
【請求項７】
前記ファイバ出射端面および前記レンズ入射端面はそれぞれ同じ角度で研磨されているとともに、前記レンズ出射端面は前記光軸に垂直な面に研磨されており、前記レンズ入射端面を前記ファイバ出射端面と平行に対向させ、前記レンズアレイを前記ファイバ出射端面に平行な方向に移動させることで、前記出射光の前記光軸に対する角度を最適な角度にす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８】
前記出射光が水平になるように、前記光ファイバアレイと前記レンズアレイとを水平面に対して傾けて保持する角度補正手段を備えることを特徴とする請求項７に記載の光モジュール。
【請求項９】
前記最適な角度は、前記出射光が前記光軸より下方に傾く場合をマイナスとすると、ほぼ−０．８５°であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項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、光ファイバアレイとレンズアレイとを備え、コリメータ或いはコリメータアレイとして構成される光モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような光モジュールは、例えば、２組使うことでコリメータ光学装置として光通信分野に用いられる。すなわち、このコリメータ光学装置は、２組の上記光モジュールの間に、光機能素子（例えば、光学フィルタ、光アイソレータ、光スイッチ、光変調器等）を挿入することにより、入射側の光ファイバを伝搬してきた光に所定の作用を及ぼしたのち、出射側の光ファイバに結合して伝搬させる機能を有する。
【０００３】
従来、図８及び図９に示すように、複数の光ファイバ２０を一列に並べて保持した光ファイバアレイ２１と、複数のマイクロレンズ２２を一列に配置したレンズアレイ２３とを備え、コリメータアレイとして構成された光モジュールが知られている（例えば、特許文献１の図１及び図２参照）。光ファイバアレイ２１は、複数の光ファイバ２０が一体に保持されたキャピラリ２４を有している。また、レンズアレイ２３は、透明なレンズ基板２５を有し、同基板の一端面に複数のマイクロレンズ２２が形成された平板マイクロレンズアレイである。そして、光ファイバアレイ２１とレンズアレイ２３は、ファイバ出射端面２６とマイクロレンズ２２との間の距離が同レンズ２２の焦点距離ｆにほぼ等しい所望のレンズ・光ファイバ間距離Ｌになるように位置決めされる。
【０００４】
また、図１０及び図１１に示す光モジュールは、図８及び図９に示す光モジュールにおいて、レンズ基板２５のレンズ側面を光ファイバ２０のファイバ出射端面２６と対向するようにしたものである。この光モジュールでは、光ファイバアレイ２１とレンズアレイ２３は、ファイバ出射端面２６とマイクロレンズ２２との間の距離が前記所望のレンズ・光ファイバ間距離Ｌになるように位置決めされる。
【０００５】
また、図１２は、一つの光ファイバ３１を保持する１芯キャピラリ３２と、一つの屈折率分布型ロッドレンズ３３とを有し、コリメータ（シングルコリメータ）として構成された光モジュールを示している。この光モジュールでは、ファイバ出射端面３４及びロッドレンズ３３のレンズ入射端面３５での反射戻り光を低減するために、ファイバ出射端面３４とレンズ入射端面３５とを同じ角度で斜めに研磨した傾斜面としている。このような光モジュールは、既に知られている（例えば、特許文献２参照）。そして、このような光モジュールにおいて、ロッドレンズ３３からの出射光をその光軸に対して傾けることで、ロッドレンズ３３のレンズ出射端面３６での反射戻り光についても低減することが考えられる。なお、ここにいう「反射戻り光」とは、光ファイバのファイバ出射端面とロッドレンズのレンズ入射端面及びレンズ出射端面の３面で反射して入射側の光ファイバに戻る光をいう。
【０００６】
また、図８に示す上記光モジュールにおいて、各光ファイバ２０のファイバ出射端面２６とレンズ基板２５のレンズ入射端面２７を傾斜面に研磨して、これらの端面での反射戻り光を低減するようにした光モジュールがある（例えば、特願２００２―０３７１３９号の図２参照）。そして、このような光モジュールにおいて、各光ファイバ２０のコア中心軸と各マイクロレンズ２２の光軸を所定量ずらして同レンズからの出射光をその光軸に対して傾けることで、レンズ出射端面２８での反射戻り光についても低減することが考えられる。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−３０５３７６号公報。
【特許文献２】
特開２００２−１９６１８２号公報。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図８及び図９に示す上記光モジュールでは、上記反射戻り光が、ファイバ出射端面２６、レンズ基板２５のレンズ入射端面２７及びそのレンズ出射端面２８の３面で発生する。しかも、この光モジュールでは、キャピラリ２４及びレンズ基板２５はそれぞれ直方体形状のため反射戻り光が多くなってしまう。このように上記３面で発生する反射戻り光が、入射側の光ファイバ２０を通って半導体レーザなどの光源に戻ると、半導体レーザの発振が不安定になる。そのため、光モジュール１個あたりの反射戻り光をできるだけ減らす必要がある。特に、同様の光モジュールを多段に配列して使う場合、一つの光モジュールで発生する反射戻り光は、配列する光モジュールの段数が多くなるほど積み重なって増えてしまうので、反射戻り光を減らす必要性がより強くなる。
【０００９】
また、図１０及び図１１に示す光モジュールでも、上記反射戻り光が、ファイバ出射端面２６、レンズ基板２５のレンズ入射端面２９及びそのレンズ出射端面３０の３面で発生する。したがって、この光モジュールでも、光モジュール１個あたりの反射戻り光をできるだけ減らす必要がある。
【００１０】
図１２に示す光モジュールにおいて、レンズ出射端面３６での反射戻り光を低減するために、ロッドレンズ３３からの出射光をその光軸に対して傾けると、次のような問題を招くおそれがある。ロッドレンズ３３からの出射光を光軸に対して傾けているため、この光モジュールに、これと同様の光モジュールや別の光部品を斜めに取り付けなければならず、その取付けのための部品点数が増えたり、その取付けのための調整などに手間がかかる。また、その出射光の光軸に対する角度が大きい場合、上記別の光部品などを配置するために大きなスペースが必要になる。
【００１１】
また、図８に示す上記光モジュールにおいて、上記３面での各反射戻り光を低減するために、ファイバ出射端面２６とレンズ入射端面２７を傾斜面にするとともに、各マイクロレンズ２２からの出射光をその光軸に対して傾けるようにすると、次のような問題を招くおそれがある。その出射光を光軸に対して傾け過ぎると、マイクロレンズ２２の有効径が小さいために挿入損失が大きくなってしまう。
【００１２】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、その目的は、挿入損失の低減を図りつつ、反射戻り光の低減を図った光モジュールを提供することにある。また、本発明の別の目的は、光部品などを取り付けるための部品点数、調整の手間、及び配置スペースの削減と挿入損失の低減を図りつつ、反射戻り光の低減を図った光モジュールを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、少なくとも一つの光ファイバを有する光ファイバアレイと、少なくとも一つの微小レンズを有するレンズアレイとを備え、コリメータ或いはコリメータアレイとして構成される光モジュールであって、前記光ファイバアレイのファイバ出射端面およびこの端面に対向する前記レンズアレイのレンズ入射端面はそれぞれ前記光ファイバのコア中心軸および前記微小レンズの光軸に対して斜めに研磨されており、前記レンズアレイのレンズ出射端面から出射する出射光の、前記微小レンズの光軸に対する角度が最適な角度になるように、前記光ファイバアレイと前記レンズアレイとを調整することを要旨とする。
【００１４】
この構成により、光ファイバアレイのファイバ出射端面およびおよびこの端面に対向するレンズアレイのレンズ入射端面をそれぞれ前記コア中心軸および前記光軸に対して斜めに研磨している。これにより、ファイバ出射端面およびレンズ入射端面での反射戻り光が低減される。また、レンズアレイのレンズ出射端面から出射する出射光の、微小レンズの光軸に対する角度が最適な角度になるように、光ファイバアレイとレンズアレイとを調整することで、挿入損失が低減される。したがって、挿入損失の低減を図りつつ、反射戻り光を低減することができる。
【００１５】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の光モジュールにおいて、前記ファイバ出射端面と、前記レンズ入射端面と、前記レンズ出射端面との３つの面を、前記光ファイバのコア中心軸に対してそれぞれ斜めにし、前記出射光が前記コア中心軸と平行になるように前記光ファイバアレイと前記レンズアレイとを調整することを要旨とする。
【００１６】
この構成により、前記３つの面を光ファイバのコア中心軸に対してそれぞれ斜めにすることで、各面での反射戻り光を低減することができる。また、前記出射光がコア中心軸と平行になるように光ファイバアレイとレンズアレイとを調整することで、別の光部品などを取り付けるための部品点数、調整の手間、及び配置スペースが削減されるとともに、挿入損失が低減される。したがって、別の光部品などを取り付けるための部品点数、調整の手間、及び配置スペースの削減と挿入損失の低減を図りつつ、反射戻り光を低減することができる。
【００１７】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の光モジュールにおいて、前記ファイバ出射端面および前記レンズ入射端面は前記最適な角度だけ異なる角度に研磨されており、前記レンズ入射端面を前記ファイバ出射端面と平行に対向させることで、前記３つの面を前記コア中心軸に対してそれぞれ斜めにし、前記レンズアレイを前記ファイバ出射端面に平行な方向に移動させて、前記出射光を前記コア中心軸と平行にすることを要旨とする。
【００１８】
この構成により、ファイバ出射端面およびレンズ入射端面をそれぞれコア中心軸および微小レンズの光軸に対して斜めにかつ前記最適な角度だけ異なる角度に研磨してある。そして、レンズ入射端面をファイバ出射端面と平行に対向させることで、光軸に対する前記出射光の角度が必然的に最適な角度になる位置関係で前記３つの面をコア中心軸に対してそれぞれ斜めにすることができる。さらに、レンズアレイをファイバ出射端面に平行な方向に移動させて、出射光をコア中心軸と平行にするので、光ファイバアレイに対するレンズアレイの位置調整が容易である。
【００１９】
請求項４に係る発明は、請求項２又は３に記載の光モジュールにおいて、前記レンズアレイは透明なレンズ基板の一端面に少なくとも一つの微小レンズを設けた平板マイクロレンズアレイであり、前記レンズ基板の他端面を前記レンズ入射端面としたことを要旨とする。
【００２０】
この構成により、レンズアレイとして平板マイクロレンズを用いた光モジュールにおいて、別の光部品などを取り付けるための部品点数、調整の手間、及び配置スペースの削減と挿入損失の低減を図りつつ、反射戻り光を低減することができる。
【００２１】
請求項５に係る発明は、請求項１に記載の光モジュールにおいて、前記ファイバ出射端面および前記レンズ出射端面は異なる角度で研磨されているとともに、前記レンズ入射端面は前記光軸に対して垂直に研磨されており、前記レンズ入射端面を前記ファイバ出射端面と所定の角度をもたせて対向させることで、前記３つの面を前記コア中心軸に対してそれぞれ斜めにし、前記レンズアレイを前記ファイバ出射端面に平行な方向に移動させることで、前記出射光を前記コア中心軸と平行にすることを要旨とする。
【００２２】
この構成により、ファイバ出射端面およびレンズ出射端面を異なる角度で研磨してあるとともに、レンズ入射端面を前記光軸に対して垂直に研磨してある。そして、レンズ入射端面をファイバ出射端面と所定の角度をもたせて対向させることで、前記３つの面をコア中心軸に対してそれぞれ斜めにすることができる。こうして、前記３つの面を光ファイバのコア中心軸に対してそれぞれ斜めにすることで、各面での反射戻り光を低減することができる。さらに、レンズアレイをファイバ出射端面に平行な方向に移動させることで、出射光をコア中心軸と平行にするので、光ファイバアレイに対するレンズアレイの位置調整が容易である。
【００２３】
請求項６に係る発明は、請求項５に記載の光モジュールにおいて、前記レンズアレイは透明なレンズ基板の一端面に少なくとも一つの微小レンズを設けた平板マイクロレンズアレイであり、前記レンズ基板の一端面を前記レンズ入射端面としたことを要旨とする。
【００２４】
この構成により、レンズアレイとして平板マイクロレンズを用いた光モジュールにおいて、挿入損失の低減を図りつつ、反射戻り光を低減することができる。請求項７に係る発明は、請求項１に記載の光モジュールにおいて、前記ファイバ出射端面および前記レンズ入射端面はそれぞれ同じ角度で研磨されているとともに、前記レンズ出射端面は前記光軸に垂直な面に研磨されており、前記レンズ入射端面を前記ファイバ出射端面と平行に対向させ、前記レンズアレイを前記ファイバ出射端面に平行な方向に移動させることで、前記出射光の前記光軸に対する角度を最適な角度にすることを要旨とする。
【００２５】
この構成により、光ファイバアレイのファイバ出射端面およびレンズアレイのレンズ入射端面を同じ角度で研磨してある。そして、レンズ入射端面をファイバ出射端面と平行に対向させることで、これら２つの面をコア中心軸に対してそれぞれ斜めにすることができ、これら２つの面での反射戻り光を低減することができる。また、レンズアレイをファイバ出射端面に平行な方向に移動させることで、出射光の光軸に対する角度を最適な角度にするので、挿入損失を低減するとができる。
【００２６】
請求項８に係る発明は、請求項７に記載の光モジュールにおいて、前記出射光が水平になるように、前記光ファイバアレイと前記レンズアレイとを水平面に対して傾けて保持する角度補正手段を備えることを要旨とする。
【００２７】
この構成により、レンズ出射端面からの出射光が水平になるので、別の光部品などを取り付けるための部品点数、調整の手間、及び配置スペースを削減できるようになる。したがって、別の光部品などを取り付けるための部品点数、調整の手間、及び配置スペースの削減と挿入損失の低減を図りつつ、反射戻り光を低減することができる。
【００２８】
請求項９に係る発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の光モジュールにおいて、前記最適な角度は、前記出射光が前記光軸より下方に傾く場合をマイナスとすると、ほぼ−０．８５°であることを要旨とする。
【００２９】
微小レンズの光軸に対するレンズ出射端面からの出射光の傾き（以下、この傾きを「ビームチルト角」という。）をいろいろ変え、各ビームチルト角に対して挿入損失と反射損失とを求めることにより、ビームチルト角をほぼ−０．８５度にしたときに最適な結果が得られた。つまり、挿入損失が最も少なくて、反射損失が最も大きい（反射戻り光が最も少ない）という最適な結果が得られた。
【００３０】
この構成により、最適な角度をほぼ−０．８５度にしたことにより、挿入損失を最も小さくすることができ、また、反射戻り光を最も少なくすることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した光モジュールの実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３２】
［第１実施形態］
図１及び図２は第１実施形態に係る光モジュールを示している。この光モジュール４０は、複数の光ファイバ（単一モード光ファイバ）４１を有する光ファイバアレイ４２と、微小レンズとして複数のマイクロレンズ４３を有するレンズアレイ４４とを備え、コリメータアレイとして構成されている。
【００３３】
光ファイバアレイ４２は、複数の光ファイバ４１が一体に保持されたキャピラリ４５を有している。また、レンズアレイ４４は、透明なレンズ基板４６を有し、同基板の一端面４６ａに複数のマイクロレンズ４３が形成された平板マイクロレンズアレイである。このレンズアレイ４４は、レンズ基板４６の他端面４６ｂが光ファイバアレイ４２のファイバ出射端面４１ａと対向する向きに配置されている。
【００３４】
この光モジュール４０では、ファイバ出射端面４１ａおよびこの端面に対向するレンズ基板４６の他端面（レンズアレイ４４のレンズ入射端面）４６ｂは、それぞれ光ファイバ４１のコア中心軸Ｃ２およびマイクロレンズ４３の光軸Ｃ１に対して斜めに研磨されている。また、レンズ基板４６の一端面４６ａは、光軸Ｃ１に垂直な面に研磨されている。そして、レンズ出射端面であるレンズ基板４６の他端面４６ｂから出射する出射光Ａの、光軸Ｃ１に対する傾き角度αが最適な角度になるように、光ファイバアレイ４２とレンズアレイ４４とを調整する。その最適な角度は、出射光Ａが光軸１より下方に傾く場合をマイナス（−）とすると、例えば−０．８４°である。
【００３５】
また、この光モジュール４０では、ファイバ出射端面４１ａと、レンズアレイ４４のレンズ入射端面であるレンズ基板４６の他端面４６ｂと、レンズ出射端面であるレンズ基板４６の一端面４６ａとの３つの面を、光ファイバ４１のコア中心軸Ｃ２に対してそれぞれ斜めにしてある。
【００３６】
すなわち、ファイバ出射端面４１ａおよびレンズ入射端面であるレンズ基板４６の他端面４６ｂは、前記最適な角度の絶対値（０．８４°）だけ異なる角度に研磨されている。また、他端面４６ｂをファイバ出射端面４１ａと平行に対向させることで、前記３つの面４１ａ，４６ｂ，４６ａをコア中心軸Ｃ２に対してそれぞれ斜めにしてある。そして、レンズアレイ４４をファイバ出射端面４１ａに平行な方向（図１のＤＤ´方向）に移動させて、出射光Ａがコア中心軸Ｃ２と平行（水平）になるようにする。なお、出射光Ａが水平になっていることを確認するには、例えば、赤外線が当たると色が変化するカード式の赤外線センサを用い、その出射光Ａを同じ高さの２点で測定する。また、光軸Ｃ１に対する出射光Ａの傾き角度αを、以下の説明で上記「ビームチルト角」という。
【００３７】
本実施形態では、例えば、ビームチルト角αの最適な角度を−０．８４°に設定してある。また、光ファイバアレイ４２のファイバ出射端面４１ａを８°の斜め面に研磨してあり、レンズ入射端面であるレンズ基板４６の他端面４６ｂを８．８４°の斜め面に研磨してある。
【００３８】
以上のように構成された第１実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
（イ）ファイバ出射端面４１ａおよびレンズ入射端面であるレンズ基板４６の他端面４６ｂは、前記最適な角度の絶対値（０．８４°）だけ異なる角度に研磨されている。また、レンズ基板４６の他端面４６ｂをファイバ出射端面４１ａと平行に対向させることで、３つの面４１ａ，４６ｂ，４６ａをコア中心軸Ｃ２に対してそれぞれ斜めにしてある。これにより、これら３つの面での反射戻り光を低減することができる。このため、上記従来技術のように、レンズ出射端面での反射戻り光を低減するために、出射光Ａを光軸Ｃ１に対して傾ける必要がなくなるともに、その出射光Ａを光軸Ｃ１に対して傾け過ぎることによって挿入損失が大きくなることもない。
【００３９】
（ロ）光軸Ｃ１に対する出射光Ａの角度（ビームチルト角α）が最適な角度（−０．８４°）になるように、光ファイバアレイ４２とレンズアレイ４４とを調整することで、挿入損失が低減される。
【００４０】
（ハ）出射光Ａがコア中心軸Ｃ２と平行になるように光ファイバアレイ４２とレンズアレイ４４とを調整することで、別の光部品などを取り付けるための部品点数、調整の手間、及び配置スペースが削減される。
【００４１】
（ニ）したがって、別の光部品などを取り付けるための部品点数、調整の手間、及び配置スペースの削減と挿入損失の低減を図りつつ、反射戻り光を低減することができる。
【００４２】
ここで、挿入損失（Ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ　Ｌｏｓｓ：　ＩＬ）は、図３の光学系で、光ファイバ４１からの出射光をレンズアレイ（平板マイクロレンズ）４４′のマイクロレンズ４３′により平行ビームにしてミラー５０に入射させ、その反射光をレンズアレイ４４′で集束して別の光ファイバ４１に入射させる場合、次式で表される。
【００４３】
挿入損失（ｄＢ）＝１０ｌｏｇ（入射光量Ｐｏｕｔ／出射光量Ｐｉｎ）
（ホ）レンズアレイ４４をファイバ出射端面４１ａに平行な方向（ＤＤ´方向）に移動させて、出射光Ａをコア中心軸Ｃ２と平行にする。つまり、レンズアレイ４４を光ファイバアレイ４２に対してファイバ出射端面４１ａに平行な方向（ＤＤ´方向）に移動させると、出射光Ａの出射角度が変化し、出射光Ａがコア中心軸Ｃ２と平行になる位置が、レンズアレイ４４の最適位置となる。このため、光ファイバアレイ４２に対するレンズアレイ４４の位置調整が容易である。
【００４４】
（ヘ）レンズアレイ４４として平板マイクロレンズを用いた光モジュール４０において、別の光部品などを取り付けるための部品点数、調整の手間、及び配置スペースの削減と挿入損失の低減を図りつつ、反射戻り光を低減することができる。
【００４５】
（ト）ビームチルト角αが最適な角度−０．８４°になるように調整するので、挿入損失を最も小さくすることができ、また、反射戻り光を最も少なくすることができる。
【００４６】
今回、以下に説明するシミュレーションを行い、上記ビームチルト角α、つまり光軸Ｃ１に対する出射光Ａの傾き角度をいろいろ変え、各ビームチルト角αに対して挿入損失と反射損失とを求めた。これにより、ビームチルト角を−０．８４度にしたときに最適な結果が得られた。つまり、挿入損失が最も少なくて、反射損失が最も大きい（反射戻り光が最も少ない）という最適な結果が得られた。なお、ここにいう「反射損失（Ｒｅｔｕｒｎ　Ｌｏｓｓ：　ＲＬ）」は、次の式で表される。
【００４７】
反射損失（ｄＢ）＝−１０ｌｏｇ（出射光量Ｐｉｎ／反射戻り光の光量Ｐ′ｉｎ）
ここで、Ｐｉｎは光ファイバ４１から出射される出射光量、Ｐ′ｉｎは上記３つの面でそれぞれ反射して光ファイバ４１に戻る反射戻り光の光量である。
【００４８】
［シミュレーション］
このシミュレーションは、上述した図３に示す光学系を使い、下記の前提条件で、下記の計算方法により行なった。
【００４９】
（前提条件）
（１）光ファイバ４１のＮＡ（Ｎｅｕｍｅｒｉｃａｌ　Ａｐｅｒｔｕｒｅ，　開口数）をＮＡ＝０．１０（使用波長：１５５０ｎｍ）、ファイバ出射端面４１ａの傾斜角を８°とする。（２）平板マイクロレンズアレイ（レンズアレイ４４′）のレンズ基板４６′の屈折率ｎをｎ＝１．５２３、レンズ基板４６′の光路上での厚みＺを約１ｍｍ、作動距離ＷＤをＷＤ＝０．１００（ｍｍ）、レンズ入射端面４６ｂ′の傾斜角を８°、そして、マイクロレンズ４３′のレンズ径は直径２５０μｍとした。
【００５０】
（計算方法）
（１）図３の光学系でレンズアレイ４４′とミラー５０の距離ＬをＬ＝１ｍｍとし、上記挿入損失（ＩＬ（ｄＢ））が最小になるように光ファイバ４１の光軸Ｃ１に対するオフセット量（ＳＭＦ−ｏｆｆｓｅｔ（Ｙ）（ｍｍ））とミラー５０の光軸Ｃ１に対する角度（Ｍｉｒｒｏｒ−ｔｉｌｔ（°））を調整し、挿入損失を計算する。ただし、ミラー５０の角度調整は、挿入損失の計算時にのみ行なう。
【００５１】
（２）（１）で計算した挿入損失の最適状態で、レンズ基板４６′のレンズ出射端面４６ａ′から光ファイバ４１への反射戻り光の光量（上記Ｐ′ｉｎ）を計算し、上記式により反射損失（ＲＬ（ｄＢ））を計算する。ただし、レンズ出射端面４６ａ′には、反射防止膜を形成してあり、その反射率を０．２％で計算した。
【００５２】
（３）上記ビームチルト角α、つまり光軸Ｃ１に対するレンズ入射端面４６ｂ′からの出射光Ａの傾きをいろいろ変え、各ビームチルト角αに対して上記（１）及び（２）の計算を繰り返し、挿入損失と反射損失をそれぞれ求めた。その結果を、下記の表１と図４のグラフに示してある。
【００５３】
【表１】
2004101962.tif 000003
上記シミュレーションを行なった結果、表１及び図４のグラフから明らかなように、ビームチルト角αを−０．８４度にしたときに、挿入損失が最も少なくて、反射損失が最も大きい（反射戻り光が最も少ない）という最適な結果が得られた。
【００５４】
［第２実施形態］
図５は第２実施形態に係る光モジュール４０Ａを示している。この光モジュール４０Ａでは、平板マイクロレンズアレイで構成されたレンズアレイ４４が、レンズ基板４６の一端面４６ａがファイバ出射端面４１ａと対向するように配置されている。また、ファイバ出射端面４１ａとレンズ基板４６の他端面４６ｂとを異なる角度で斜め面に研磨してあるとともに、その他端面４６ｂからの出射光Ａがコア中心軸Ｃ２と平行に、すなわち水平になるように、コア中心軸Ｃ２に対する前記光軸Ｃ１の傾きを調整する。つまり、レンズアレイ４４を光ファイバアレイ４２に対してファイバ出射端面４１ａに平行な方向に移動させると、出射光Ａの出射角度が変化し、出射光Ａがコア中心軸Ｃ２と平行になる位置が、レンズアレイ４４の最適位置となる。なお、出射光Ａが水平になっていることを確認するには、上述したように赤外線センサを用いて出射光Ａを同じ高さの２点で測定する。
【００５５】
本実施形態では、例えば、ファイバ出射端面４１ａを８°の斜め面に研磨してあり、レンズ出射端面であるレンズ基板４６の他端面４６ｂを１．４６°の斜め面に研磨してある。また、レンズ入射端面であるレンズ基板４６の一端面４６ａをコア中心軸Ｃ２に対して２．７８°傾け、レンズ出射端面であるレンズ基板４６の他端面４６ｂをコア中心軸Ｃ２に対して４．２４°傾ける。このようにして、一端面４６ａをファイバ出射端面４１ａと所定の角度をもたせて対向させることで、前記３つの面をコア中心軸Ｃ２に対してそれぞれ斜めにすることができる。これによって、ビームＢ，ビームＣ，及びビーム（出射光）Ａのコア中心軸Ｃ２に対する角度は、それぞれ３．７８°，２．７８°，及び０°になった。
【００５６】
このように構成された第２実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
（チ）ファイバ出射端面４１ａおよびレンズ出射端面であるレンズ基板４６の他端面４６ｂを異なる角度で研磨してあるとともに、レンズ入射端面であるレンズ基板４６の一端面４６ａを光軸Ｃ１に対して垂直に研磨してある。そして、一端面４６ａをファイバ出射端面４１ａと所定の角度をもたせて対向させることで、前記３つの面をコア中心軸Ｃ２に対してそれぞれ斜めにすることができる。こうして、前記３つの面４１ａ，４６ａ，４６ｂをコア中心軸Ｃ２に対してそれぞれ斜めにすることで、各面での反射戻り光を低減することができる。
【００５７】
（リ）レンズアレイ４４をファイバ出射端面４１ａに平行な方向に移動させることで、出射光Ａをコア中心軸Ｃ２と平行にするので、光ファイバアレイ４２に対するレンズアレイ４４の位置調整が容易である。
【００５８】
（ヌ）出射光Ａがコア中心軸Ｃ２と平行になるように、レンズアレイ４４を光ファイバアレイ４２に対してファイバ出射端面４１ａに平行な方向に移動させることで、出射光Ａの出射角度が変化し、出射光Ａがコア中心軸Ｃ２と平行になる最適位置にレンズアレイ４４を調整できる。
【００５９】
（ル）平板マイクロレンズアレイ（レンズアレイ４４）を、レンズ基板４６の一端面４６ａがファイバ出射端面４１ａと対向するように配置した構成で、別の光部品などを取り付けるための部品点数、調整の手間、及び配置スペースの削減と挿入損失の低減を図りつつ、反射戻り光を低減することができる。
【００６０】
［第３実施形態］
図６は第３実施形態に係る光モジュール４０Ｂを示している。この光モジュール４０Ｂは、図１及び図２に示す上記第１実施形態と同様の光ファイバアレイ４２とレンズアレイ４４とを備えている。
【００６１】
この光モジュール４０Ｂでは、ファイバ出射端面４１ａとレンズ入射端面であるレンズ基板４６の他端面４６ｂとの２つの面を、コア中心軸Ｃ２に対してそれぞれ同じ角度で斜め面に研磨してある。また、その他端面４６ｂをファイバ出射端面４１ａと平行に対向させ、レンズアレイ４４をファイバ出射端面４１ａに平行な方向に移動させることで、出射光Ａの光軸Ｃ１に対する角度（ビームチルト角α）を上記最適な角度（−０．８４°）にする。
【００６２】
以上のように構成された第３実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
（ヲ）２つの面４１ａ，４６ｂでの反射戻り光を低減することができる。
（ワ）レンズアレイ４４をファイバ出射端面４１ａに平行な方向に移動させることで、ビームチルト角αを最適な角度にするので、挿入損失を低減することができる。したがって、挿入損失の低減を図りつつ、反射戻り光を低減することができる。
【００６３】
［第４実施形態］
図７は第４実施形態に係る光モジュール４０Ｃを示している。この光モジュール４０Ｃは、図６に示す上記光モジュール４０Ｂにおいて、レンズ出射端面であるレンズ基板４６の一端面４６ａからの出射光Ａが水平になるように、光ファイバアレイ４２とレンズアレイ４４とをくさび型スペーサ６０の傾斜面６０ａに載置して固定するようにしたものである。このくさび型スペーサ６０は、出射光Ａが水平になるように、光ファイバアレイ４２とレンズアレイ４４とを水平面或いは定盤などの基準面に対して傾けて保持する角度補正手段に相当する。また、出射光Ａが水平になっていることを確認するには、上述した赤外線センサを用いて、出射光Ａを同じ高さの２点で測定する。
【００６４】
以上のように構成された第４実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
（カ）レンズ基板４６の一端面４６ａからの出射光Ａが水平になるので、別の光部品などを取り付けるための部品点数、調整の手間、及び配置スペースの削減と挿入損失の低減を図りつつ、反射戻り光を低減することができる。
【００６５】
［　変形例］
なお、この発明は以下のように変更して具体化することもできる。
・上記各実施形態では、複数の光ファイバ４１を有する光ファイバアレイ４２と複数のマイクロレンズ４３を有するレンズアレイ４４とを備える光モジュールについて説明したが、本発明はこのような構成に限定されない。本発明は、少なくとも一つの光ファイバを有する光ファイバアレイと、少なくとも一つの微小レンズを有するレンズアレイとを備え、コリメータ或いはコリメータアレイとして構成される光モジュールに広く適用される。例えば、一つの光ファイバを有する１芯キャピラリと、一つの微小レンズとを備え、コリメータ（シングルコリメータ）として構成された光モジュールにも本発明は適用される。
【００６６】
・上記各実施形態では、レンズアレイ４４を、複数のマイクロレンズ４３が一列に配置された平板マイクロレンズアレイで構成したが、複数のマイクロレンズ４３が２次元に配置された平板マイクロレンズアレイでレンズアレイ４４を構成する場合にも、本発明は適用される。
【００６７】
・上記各実施形態では、レンズアレイ４４を、微小レンズとしての複数のマイクロレンズが設けられた平板マイクロレンズアレイで構成したが、微小レンズとしての屈折率分布型ロッドレンズを少なくとも一つ有するレンズアレイを用いる構成にも本発明は適用される。
【００６８】
・上記各実施形態で示した各部の数値は一例であり、それらの数値は適宜変更可能である。
・上記第１実施形態では、レンズアレイ４４を、レンズ基板４６に複数のマイクロレンズ４３をイオン交換法により形成した平板マイクロレンズアレイとしているが、本発明はこれに限定されない。レンズアレイ４４として、ガラス上にレンズ形状の樹脂を形成した後、異方性エッチングを用いたＲＩＥ法で作製したレンズアレイ、モールド法で作製した樹脂レンズアレイなど、各種のマイクロレンズを使用可能である。また、そのレンズアレイ４４は、微小レンズとしての屈折率分布型ロッドレンズを複数個配置したレンズアレイであってもよい。
【００６９】
・上記第４実施形態ではくさび型スペーサ６０を用いているが、本発明では、そのスペーサ６０に限らず、出射光Ａが水平になるように、光ファイバアレイ４２とレンズアレイ４４とを水平面或いは定盤などの基準面に対して傾けて保持できるものを使用可能である。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、挿入損失の低減を図りつつ、反射戻り光を低減することができる。
【００７１】
請求項２に係る発明によれば、別の光部品などを取り付けるための部品点数、調整の手間、及び配置スペースの削減と挿入損失の低減を図りつつ、反射戻り光を低減することができる。
【００７２】
請求項３に係る発明によれば、光軸に対する出射光の角度が必然的に最適な角度になる位置関係で前記３つの面をコア中心軸に対してそれぞれ斜めにすることができる。また、光ファイバアレイに対するレンズアレイの位置調整が容易である。
【００７３】
請求項４に係る発明によれば、レンズアレイとして平板マイクロレンズを用いた光モジュールにおいて、別の光部品などを取り付けるための部品点数、調整の手間、及び配置スペースの削減と挿入損失の低減を図りつつ、反射戻り光を低減することができる。
【００７４】
請求項５に係る発明によれば、前記３つの面を光ファイバのコア中心軸に対してそれぞれ斜めにすることで、各面での反射戻り光を低減することができる。また、光ファイバアレイに対するレンズアレイの位置調整が容易である。
【００７５】
請求項６に係る発明によれば、レンズアレイとして平板マイクロレンズを用いた光モジュールにおいて、挿入損失の低減を図りつつ、反射戻り光を低減することができる。
【００７６】
請求項７に係る発明によれば、光ファイバアレイのファイバ出射端面とレンズアレイのレンズ入射端面の２つの面での反射戻り光を低減することができる。また、出射光の光軸に対する角度を最適な角度にするので、挿入損失を低減するとができる。
【００７７】
請求項８に係る発明によれば、レンズ出射端面からの出射光が水平になるので、別の光部品などを取り付けるための部品点数、調整の手間、及び配置スペースの削減と挿入損失の低減を図りつつ、反射戻り光を低減することができる。
【００７８】
請求項９に係る発明によれば、挿入損失を最も小さくすることができ、また、反射戻り光を最も少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る光モジュールを示す側面図。
【図２】同光モジュールの平面図。
【図３】シミュレーションで用いた光学系を示す側面図。
【図４】シミュレーション結果を示すグラフ。
【図５】第２実施形態に係る光モジュールを示す側面図。
【図６】第３実施形態に係る光モジュールを示す側面図。
【図７】第４実施形態に係る光モジュールを示す側面図。
【図８】従来例を示す平面図。
【図９】図８の側面図。
【図１０】別の従来例を示す平面図。
【図１１】図１０の側面図。
【図１２】さらに別の従来例を示す側面図。
【符号の説明】
Ａ…出射光、Ｃ１…光軸、Ｃ２…コア中心軸、４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ…光モジュール、４１…光ファイバ、４１ａ…ファイバ出射端面、４２…光ファイバアレイ、４３…微小レンズとしてのマイクロレンズ、４４…レンズアレイ、４６…レンズ基板、４６ａ…一端面、４６ｂ…他端面、６０…角度補正手段としてのくさび型スペーサ。
【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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