(57)【要約】【課題】塵、埃等によって光学素子の光学特性が劣化することを回避でき、光学素子の破損を防止できる光モジュールを提供すること。【解決手段】帯電シート部材５３がケーシング５１中において光路を避けて配置され微粒子を吸着するので、製造段階で筐体内に入り込んだ塵、埃等を光路外に保持することができる。よって、塵や埃光がコリメートレンズＬ１、Ｌ２の表面、フィルタＦＬの表面、ファイバ端２３ｃ、２３ｄ、２７ｃ等に付着して光合分波器１０の光学特性を劣化させることを防止できる。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝搬光に所定の処理を施す光学部品と、
前記光学部品を保持するとともに当該光学部品を外部から封止する筐体と、
前記筐体中において光路を避けて配置され、微粒子を吸着する吸着部材と
を備える光モジュール。
【請求項２】
前記吸着部材は、帯電性の材料で形成されていることを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項３】
前記吸着部材は、前記筐体の内面のうち、前記光学部品を通過する光路に沿った位置に配設されていることを特徴とする請求項１及び請求項２のいずれか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】
この発明は、筐体内で光を伝搬させつつ、合分波、光路変換、減衰等の各種機能を単独で或いは組み合わせて行うことができる光モジュールに関し、特に、高出力のレーザ光を扱う光合分波器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光モジュールは、複数の光学部品とこれらを収納する筐体とからなる。光学部品は、光モジュールの種類によって異なるが、例えばレンズ、結晶部材、フィルタ等の各種光学素子を適当な枠体で固定した構成となっている。また、筐体は、光学部品を気密にパッケージする金属製のパイプや箱であり、例えば外力等の周囲環境から光学素子を保護する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような光モジュールの製造段階で筐体内に塵や埃が入り込んだ場合、このような塵や埃が光路上の光学素子の表面に付着する可能性があり、光学素子すなわち光モジュールの光学特性を劣化させることになる。特に、光モジュールが高出力のレーザ光を扱う光合分波器である場合、光学素子の表面に付着した塵や埃に光エネルギが局所的に吸収されて光損失が大きくなる可能性がある。
【０００４】
ここで、光モジュールの製造を高いレベルのクリーンルームで行うことも考えられるが、製造コストの増大をまねき、光モジュールの製造における作業性を低下させる。また、クリーンルームのクリーンレベルを高めても、光モジュールの製造過程で発生する塵等については、これらが筐体内に封入されることを完全に回避することはできない。
【０００５】
そこで、本発明は、光モジュールの製造過程で筐体内に封入される塵、埃等によって光学素子の光学特性が劣化することを簡易に回避でき、光学素子の光損失増大を防止できる光モジュールを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る光モジュールは、伝搬光に所定の処理を施す光学部品と、光学部品を保持するとともにこの光学部品を外部から封止する筐体と、筐体中において光路を避けて配置され微粒子を吸着する吸着部材とを備える。ここで、光モジュールは、典型的には光合分波器であるが、かかる光合分波器には、光アッド・ドロップ・マルチプレクサ（ＯＡＤＭ：ｏｐｔｉｃａｌ　ａｄｄ／ｄｒｏｐ　ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）、光分岐装置、光合成装置、光フィルタ、光アイソレータ、光サーキュレータ、光スイッチ等を含むものとする。また、光モジュールは、筐体中にレンズ部品等の光学部品のみを組み込んだものに限らず、筐体中にこれら光学部品とともに半導体レーザ、電子回路等の各種電子部品を併せて組み込んだ複合的な構造のものとすることができる。
【０００７】
上記光モジュールでは、吸着部材が、筐体中において光路を避けて配置され微粒子を吸着するので、製造段階で筐体内に入り込んだ塵、埃等の微粒子を光路外に保持することができる。よって、塵や埃が光学素子の表面に付着して例えば挿入損失を増大させるなど光モジュールの光学特性を劣化させることを防止できる。
【０００８】
上記光モジュールの具体的な態様では、吸着部材が、帯電性の材料で形成されている。この場合、静電的な吸着力によって簡易に塵、埃等の微粒子を捕捉することができる。
【０００９】
また、上記光モジュールの別の具体的な態様では、吸着部材が、筐体の内面に配設された帯電シートである。この場合、省スペースで効率よく塵、埃等の微粒子を捕捉することができる。なお、筐体が導電材料である場合、帯電シートと筐体との間に絶縁性の接着剤等を介在させることによって帯電シートの吸着力を高めることができる。
【００１０】
また、上記光モジュールの別の具体的な態様では、吸着部材が、筐体の内面に塗布される帯電性の樹脂層である。この場合、筐体の内面に吸着部材すなわち帯電性の樹脂層を簡易に形成することができる。
【００１１】
また、上記光モジュールの別の具体的な態様では、吸着部材が、ポリエチレン及びポリプロピレンの少なくとも一種の樹脂を含有してなる樹脂組成物より形成される。この場合、ポリエチレンやポリプロピレンの良好な帯電性によって塵、埃等の微粒子を効率よく捕捉することができ、しかも、筐体内の汚染を防止することができる。
【００１２】
また、上記光モジュールの別の具体的な態様では、吸着部材が、筐体の内面のうち、光学部品を通過する光路に沿った位置に配設されている。この場合、筐体を利用して吸着部材を簡易に支持することができるとともに、光路の近傍に存在する塵、埃等の微粒子を吸着部材に確実に捕捉することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態に係る光合分波器の構造を説明する図である。この光合分波器１０は、光学部品として、第１及び第２ファイバユニット２１、２５と、第１及び第２レンズユニット３１、３５と、フィルタユニット４１とを備え、これらの光学部品を保持収納するための筐体として、円筒状のケーシング５１を備える。
【００１４】
第１ファイバユニット２１は、光学素子である第１及び第２ファイバＦ１、Ｆ２と、両ファイバＦ１、Ｆ２を所定距離だけ離間させて平行に保持する２芯フェルール２３とを備え、ケーシング５１中にほぼ全体が挿入されて固定されている。ここで、第１ファイバＦ１には、後に詳述するが、外部からの波長λ１の信号光が入力される。また、第２ファイバＦ２からは、異なる波長λ１、λ２の信号光が合波された状態で出力される。第１及び第２ファイバＦ１、Ｆ２を保持するフェルール２３は、ガラス、ジルコニア、エンジニアリングプラスチック等で形成され、その外周はＳＵＳ製の外筒２３ａで覆われている。このフェルール２３は、この外筒２３ａを介してケーシング５１の一端に対してＹＡＧ溶接を利用して位置決めされた状態で固定される。
【００１５】
第２ファイバユニット２５は、光学素子である第３ファイバＦ３と、第３ファイバＦ３を軸心方向に保持するフェルール２７とを備え、ケーシング５１中にほぼ全体が挿入された状態で固定されている。ここで、第３ファイバＦ３には、外部からの波長λ２の信号光が入力される。第３ファイバＦ３を保持するフェルール２７は、ガラス、ジルコニア、エンジニアリングプラスチック等で形成され、その外周はＳＵＳ製の外筒２７ａで覆われている。このフェルール２７は、この外筒２７ａとアライメント部材２８とを介してケーシング５１の他端に対してＹＡＧ溶接を利用して位置決めされた状態で固定される。
【００１６】
第１レンズユニット３１は、光学素子である第１コリメートレンズＬ１と、第１コリメートレンズＬ１を保持する環状のレンズホルダ３３とを備え、ケーシング５１中で２芯フェルール２３の先端部に固定されている。ここで、第１コリメートレンズＬ１は、第１ファイバＦ１のファイバ端２３ｃからの波長λ１の信号光をコリメートしてフィルタＦＬに入射させるとともに、フィルタＦＬから第２ファイバＦ２側への出射光をファイバ端２３ｄに集光する。第１コリメートレンズＬ１を保持するレンズホルダ３３は、全体的にＳＵＳ等の金属材料で形成され、２芯フェルール２３に対してＹＡＧ溶接等を利用して位置決めされた状態で固定される。
【００１７】
第２レンズユニット３５は、光学素子である第２コリメートレンズＬ２と、第２コリメートレンズＬ２を保持する環状のレンズホルダ３７とを備え、ケーシング５１中でフェルール２７の先端に固定されている。ここで、第２コリメートレンズＬ２は、第３ファイバＦ３のファイバ端２７ｃからの波長λ２の信号光をコリメートしてフィルタＦＬに入射させる。第２コリメートレンズＬ２を保持するレンズホルダ３７は、全体的にＳＵＳ等の金属材料で形成され、フェルール２７に対してＹＡＧ溶接等を利用して位置決めされた状態で固定される。
【００１８】
フィルタユニット４１は、光学素子であるバンドパスフィルタＦＬと、バンドパスフィルタＦＬを保持する環状のフィルタホルダ４３とを備え、ケーシング５１中でレンズホルダ３３の先端に固定される。ここで、フィルタＦＬは、第１コリメートレンズＬ１を経てコリメートされた波長帯域λ１の信号光を反射するとともに、第３ファイバＦ３から入射され第２コリメートレンズＬ２を経てコリメートされた波長帯域λ２の信号光を透過させる。フィルタＦＬを保持するフィルタホルダ４３は、全体的にＳＵＳ等の金属材料で形成され、フェルール２３に固定されたレンズホルダ３３及び環状のアライメント部材３４に対してＹＡＧ溶接等を利用して位置決めされた状態で固定される。
【００１９】
ケーシング５１は、全体がＳＵＳ等の金属材料で形成され、円柱状の内部空間ＩＳにレンズユニット３１、３５、及びフィルタユニット４１を収納する。また、ケーシング５１には、ファイバユニット２１、２５が両端から挿入された状態で固定され、これらファイバユニット２１、２５によって内部空間ＩＳが封止される。さらに、ケーシング５１の内部空間ＩＳにおいては、その円筒状の内側面ＩＳＳの全体を被覆するように帯電シート部材５３が形成されている。帯電シート部材５３は、例えばエポキシ系、シリコン系等の接着剤を使用してケーシング５１の内側面ＩＳＳに固定される。帯電シート部材５３の材料としては、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィンからなる樹脂組成物を好適に用いることができる。ポリエチレンやポリプロピレンは、その種類にもよるが、良好な帯電性を有し、ケーシング５１の内部空間ＩＳに閉じ込められた塵、埃等の微粒子を効率よく吸着する。また、ポリエチレンやポリプロピレンは、比較的良好な耐熱性を有しており、添加物を混合してないものであれば、ケーシング５１内を汚染することもない。帯電シート部材５３の接着剤としては、絶縁性の良いものを使用し、ケーシング５１と帯電シート部材５３と絶縁できるようにする。また、帯電効果を向上させるため、帯電シート部材５３の表面に断面鋸歯状のパターン等の凹凸形状を付与して表面積を大きくすることもできる。
【００２０】
以下、図１に示す光合分波器１０の組立について説明する。まず、第１及び第２ファイバＦ１、Ｆ２を保持するフェルール２３の先端にレンズホルダ３３を位置決めして固定し、さらにその先端にアライメント部材３４を介してフィルタホルダ４３を位置決めして固定する。これと並行して、第３ファイバＦ３を保持するフェルール２７の先端にレンズホルダ３７を位置決めして固定しておく。さらに、ケーシング５１の内側面ＩＳＳのうち内部空間ＩＳに露出することになる部分には、帯電シート部材５３が接着され、この部分で帯電シート部材５３によって内側面ＩＳＳが覆われることになる。次に、ケーシング５１の一端側から、第１レンズユニット３１やフィルタユニット４１を取り付けた第１ファイバユニット２１を挿入して根元側で固定する。最後に、ケーシング５１の他端側から、第２レンズユニット３５を取り付けた第２ファイバユニット２５を挿入して、アライメント部材２８を利用して位置決めを行いつつ根元側で固定する。以上により、光合分波器１０が完成する。
【００２１】
以下、図１に示す光合分波器１０の動作の一例について説明する。第１ファイバＦ１のファイバ端２３ｃからは、波長λ１の信号光が発散しつつ出射する。この信号光は、第１コリメートレンズＬ１で平行光束とされて、フィルタＦＬに入射する。このフィルタＦＬの入射面側に設けたバンドパスフィルタ層が波長λ１の光を反射するように設計されているとすると、フィルタＦＬで反射された波長λ１の信号光は、第１コリメートレンズＬ１を逆行して集光され、第２ファイバＦ２のファイバ端２３ｄに入射する。
【００２２】
一方、第３ファイバＦ３のファイバ端２７ｃからは、波長λ２の信号光が発散しつつ出射する。この信号光は、第２コリメートレンズＬ２で平行光束とされて、フィルタＦＬに入射する。このフィルタＦＬに設けたバンドパスフィルタ層は、波長λ２の光を透過させる設計なので、フィルタＦＬを透過した波長λ２の信号光は、直進して第１コリメートレンズＬ１によって集光され、第２ファイバＦ２のファイバ端２３ｄに入射する。
【００２３】
つまり、第１ファイバＦ１中を伝搬された信号光と、第３ファイバＦ３中を伝搬された信号光とを合波させて、両信号光を第２ファイバＦ２側から出力させることができる。
【００２４】
なお、この光合分波器１０は、上記のような合波に限らず、信号光を分波する目的にも使用することができる。すなわち、予め合波された波長帯域λ１、λ２の信号光が第２ファイバＦ２から入射されると、波長λ２の信号光はフィルタＦＬを透過して第３ファイバＦ３から、波長λ１の信号光はフィルタＦＬで折り返されて第１ファイバＦ１から出力される。
【００２５】
以上説明した第１実施形態の光合分波器１０によれば、帯電シート部材５３がケーシング５１中において光路を避けて配置され微粒子を吸着するので、製造段階でケーシング５１内に入り込んだ塵、埃等を光路外に保持することができる。よって、塵や埃がコリメートレンズＬ１、Ｌ２の表面、フィルタＦＬの表面、ファイバ端２３ｃ、２３ｄ、２７ｃ等に付着して光合分波器１０の光学特性（例えば挿入損失等）を劣化させることを防止できる。
【００２６】
以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、フィルタＦＬ等を利用して一対の異なる波長λ１、λ２の光を分波又は合波するための光合分波器１０について説明したが、光アイソレータ、光サーキュレータ、光スイッチ等、他のタイプの光合分波器においても、それらのケーシング中に帯電シート部材を設けることによって、ケーシング中に紛れ込んだ埃等を光路外に除去することができ、これら光合分波器の光学特性を良好に保つことができる。
【００２７】
ここで、一例として、光サーキュレータの場合について説明する。光サーキュレータについては、様々な形態が提案されているが、光学素子として、例えば第１の複屈折結晶板と、第１の１／２波長板と、第１のファラデ回転子と、第２の複屈折結晶板と、第２のファラデ回転子と、第２の１／２波長板と、第３の複屈折結晶板とを、第１ポートから第２ポートにかけて順次配列した構造を有する。ここで、一端側の第１ポートには、第３ポートが平行に設けられており、両ポートを構成する一対の光ファイバと第１の複屈折結晶板との間には、集光用のレンズが配置されている。また、他端側の第２ポートを構成する光ファイバと第２の複屈折結晶板との間にも、集光用のレンズが配置されている。この種の光サーキュレータでは、これを構成する上記光学素子が光学部品として金属等からなるケーシング中に直接封入・固定され、或いは、これらの光学素子を保持したホルダがケーシング中に封入・固定される。ここで、ケーシングの内面であって光路の近傍に帯電シート部材を配置することにより、ケーシング中に紛れ込んだ埃等の微粒子を帯電シート部材によって光路外に除去することができ、光サーキュレータの光学特性を良好に保つことができる。なお、上記のような構造の光サーキュレータでは、第１ポートに入力された信号光が第２ポートから出力され、第２ポートに入力された信号光が第３ポートから出力される。
【００２８】
また、上記実施形態では、ケーシング５１の円筒状の内側面ＩＳＳの全体を被覆するように帯電シート部材５３を形成したが、円筒状の内側面ＩＳＳの一部を帯電シート部材で覆うこともできる。この場合、ケーシング５１中の光路に近接した領域に帯電シート部材を設けることが望ましい。
【００２９】
また、上記実施形態では、ケーシング５１の内面を帯電シート部材で覆ったが、ファイバユニット２１、２５の先端部の周囲や、レンズユニット３１、３５、フィルタユニット４１等の光学部材の周囲やこれに保持される光学素子に近接する内面側を帯電シート部材で覆うこともできる。また、帯電シート部材に代えて、例えばリング状の帯電部材をケーシング５１中の光路領域を除いた適所に配置することもできる。また、帯電シート部材に代えて、ケーシング５１の内面側に帯電性の樹脂膜を塗布することもできる。この場合、揮発性の溶媒で液状にした樹脂組成物をスプレー噴霧によってケーシング５１の内側面ＩＳＳに直接又は接着層を介して塗布し、塗布された樹脂組成物を乾燥させることによって内側面ＩＳＳに帯電樹脂膜を形成する。この際、ケーシング５１の内側面ＩＳＳに適当なパターンの凹部や溝を形成すれば、帯電樹脂膜の表面積を増加させることができ、帯電樹脂膜の付着性を高めることもできる。
【００３０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る光モジュールによれば、吸着部材が、筐体中において光路を避けて配置され微粒子を吸着するので、製造段階で筐体内に入り込んだ塵、埃等の微粒子を光路外に保持することができる。よって、塵や埃が光学素子の表面に付着して光モジュールの光学特性を劣化させることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る光合分波器の構造を説明する側方断面図である。
【符号の説明】
１０　　　光合分波器
２１　　　第１ファイバユニット
２３　　　２芯フェルール
２５　　　第２ファイバユニット
２７　　　フェルール
３１　　　第１レンズユニット
３３，３７　　　レンズホルダ
３５　　　第２レンズユニット
４１　　　フィルタユニット
４３　　　フィルタホルダ
５１　　　ケーシング
５３　　　帯電シート部材
Ｆ１　　　第１ファイバ
Ｆ２　　　第２ファイバ
Ｆ３　　　第３ファイバ
ＦＬ　　　バンドパスフィルタ
ＩＳ　　　内部空間
Ｌ１　　　第１コリメートレンズ
Ｌ２　　　第２コリメートレンズ
【図１】
2004012565.tif 000003