(57)【要約】  【課題】  フェルールの機械強度を著しく低下させず、送受信光に対する過剰透過損失と波長選択性を確保するための精密な溝を形成する必要がなく、波長フィルタが破損して光モジュール作製の歩留りが低下することを、回避できる光モジュール及び光モジュール作製法を提供する。  【解決手段】  放射モードを有するファイバグレーティング部７が形成された光ファイバ２と、ファイバグレーティング部が形成された部分の光ファイバの側面の少なくとも一部を露出する受光素子用切欠平坦部５が形成されたフェルール１と、ファイバグレーティング部が形成された部分の光ファイバの側面から放射された放射光１２を受光する受光素子９と、受光素子が実装された基板８とを備える。【選択図】  図２
2005062347.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射モードを有するファイバグレーティングが形成された光ファイバと、
前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの側面の少なくとも一部を露出する受光素子用切欠平坦部が形成されたフェルールと、
前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの前記側面から放射された放射光を受光する受光素子と、
前記受光素子が実装された基板とを、
備える光モジュール。
【請求項２】
放射モードを有するファイバグレーティングが形成された光ファイバと、
前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの側面の少なくとも一部を露出する受光素子用切欠平坦部及び露光用切欠平坦部が形成されたフェルールと、
前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの前記側面から放射された放射光を受光する受光素子と、
前記受光素子が実装された基板とを、
備える光モジュール。
【請求項３】
前記光ファイバの光軸と前記受光素子の受光面の中心点とを含む平面上において、
前記受光素子の前記受光面の中心点から前記光ファイバの前記光軸に対し垂線を下ろした光軸上の交点を基準点として、前記基準点に対する前記光ファイバの前記光軸上の距離をｚとし、
前記ファイバグレーティングの前記光ファイバの前記光軸に対する前記受光素子の前記受光面の中心点への光放射角度をθとし、
前記受光素子の前記受光面の中心点と前記光ファイバとの垂直距離をｈとした場合に、
ｚ＝ｈ／tanθ
を満たす請求項１又は２に記載の光モジュール。
【請求項４】
放射モードを有するファイバグレーティングが形成された光ファイバと、前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの側面の少なくとも一部を露出する受光素子用切欠平坦部及び露光用切欠平坦部が形成されたフェルールと、前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの前記側面から放射された放射光を受光する受光素子と、前記受光素子が実装された基板とを備える光モジュールの作製法において、
前記露光用切欠平坦部上に露出している前記光ファイバにファイバグレーティング形成用マスクを密着させるステップと、
前記ファイバグレーティング形成用マスクを通して紫外線光を前記光ファイバに照射させて前記ファイバグレーティングを形成するステップとを、
有することを特徴とする光モジュール作製法。
【請求項５】
放射モードを有するファイバグレーティングが形成された光ファイバと、
前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの側面を覆う受光素子用切欠平坦部が形成されたガラス製のフェルールと、
前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの前記側面から放射された放射光を受光する受光素子と、
前記受光素子が実装された基板とを、
備える光モジュール。
【請求項６】
放射モードを有するファイバグレーティングが形成された光ファイバと、
前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの側面を覆う受光素子用切欠平坦部及び露光用切欠平坦部が形成されたガラス製のフェルールと、
前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの前記側面から放射された放射光を受光する受光素子と、
前記受光素子が実装された基板とを、
備える光モジュール。
【請求項７】
前記光ファイバの光軸と前記受光素子の受光面の中心点とを含む平面上において、
前記受光素子の前記受光面の中心点から前記光ファイバの前記光軸に対し垂線を下ろした光軸上の交点を基準点として、前記基準点に対する前記光ファイバの前記光軸上の距離をｚとし、
前記ファイバグレーティングの前記光ファイバの前記光軸に対する前記受光素子用切欠平坦部の平坦面への光放射角度をθとし、
前記受光素子用切欠平坦部の前記平坦面と前記光ファイバとの垂直距離をｈ１とし、
前記ガラス製のフェルールの屈折率をｎ１とし、
前記受光素子の前記受光面の中心点と前記受光素子用切欠平坦部の前記平坦面との垂直距離をｈ２とし、
前記受光素子の前記受光面と前記受光素子用切欠平坦部の前記平坦面との間の屈折率をｎ２とした場合に、
ｚ＝（ｈ１／tanθ）＋[ｈ２×tan｛sin−１（（ｎ１／ｎ２）×cosθ）｝]
を満たす請求項５又は６に記載の光モジュール。
【請求項８】
放射モードを有するファイバグレーティングが形成された光ファイバと、前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの側面を覆う受光素子用切欠平坦部が形成されたガラス製のフェルールと、前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの前記側面から放射された放射光を受光する受光素子と、前記受光素子が実装された基板とを備える光モジュールの作製法において、
前記ガラス製のフェルールと同等の屈折率を有する屈折率調整液が入った透明容器の中へ前記ガラス製のフェルールを浸すステップと、
ファイバグレーティング形成用マスクの紫外線照射像をレンズにより前記透明容器を通して前記光ファイバ上へ結像させて前記ファイバグレーティングを形成するステップとを、
有することを特徴とする光モジュール作製法。
【請求項９】
放射モードを有するファイバグレーティングが形成された光ファイバと、前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの側面を覆う受光素子用切欠平坦部及び露光用切欠平坦部が形成されたガラス製のフェルールと、前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの前記側面から放射された放射光を受光する受光素子と、前記受光素子が実装された基板とを備える光モジュールの作製法において、
ファイバグレーティング形成用マスクの紫外線照射像をレンズにより前記露光用切欠平坦部を通して前記光ファイバ上へ結像させて前記ファイバグレーティングを形成するステップを有することを特徴とする光モジュール作製法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信用の光モジュール及び光モジュール作製法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から光通信用の光モジュールとして様々なものが開発されてきた。以下に、従来の光通信用の光モジュールについて図１４を用いて説明する。図１４に示すように、光モジュールは、フェルール１、フェルール１に形成された受光素子用切欠平坦部５、基板８、受光素子９、光学接着剤１０、第１光ファイバ２１、第２光ファイバ２２、第１光ファイバ端面３１、第２光ファイバ端面３２、フィルタ挿入溝３３、波長フィルタ３４から構成されている。
【０００３】
第１光ファイバ２１内を伝搬してきた不図示の受信光は、第１光ファイバ端面３１から出射して、フェルール１に形成されたフィルタ挿入溝３３に挿入された波長フィルタ３４の波長選択性により反射作用を受ける。反射した不図示の受信光は、光学接着剤１０によって受光素子用切欠平坦部５上に固定されている基板８に実装された受光素子９へ入射し、受光素子９において光電変換される。一方、第２光ファイバ２２を伝搬する不図示の送信光は、第２光ファイバ端面３２から出射した後、波長フィルタ３４を透過して第１光ファイバ端面３１へ入射し、第１光ファイバ２１内を伝搬する。このような光通信用の光モジュールが下記の特許文献１に開示されている。
【特許文献１】国際公開第９７／０６４５８号公報（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に開示されている従来の光モジュールでは、波長分波機能を有する波長フィルタ３４が第１光ファイバ２１と第２光ファイバ２２との間に挿入されるため、フェルール１にフィルタ挿入溝３３を形成する必要がある。このような光モジュールの構成において、フェルール１に荷重が印加された場合、フィルタ挿入溝３３の部分に応力が集中するためフェルール１の機械強度が著しく低下するという問題がある。
【０００５】
さらに、光モジュールに要求される送受信光に対する過剰透過損失及び波長選択性を確保するためには、第１光ファイバ２１と第２光ファイバ２２との間の光結合を高め、第１光ファイバ端面３１から出射する不図示の受信光の波長フィルタ３４に対する入射角を一定にして、かつ広がりを抑制する必要がある。そのためフィルタ挿入溝３３は、平行で幅が十分に狭く、また角度制御された精密な溝にする必要があるが、切削などの機械的加工によってばらつきのない精密な溝を形成するのは困難である。一方、フィルタ挿入溝３３に合わせて波長フィルタ３４の厚さも薄くする必要があるが、厚さの減少とともに波長フィルタ３４の機械強度が低下するので、フィルタ挿入溝３３へ波長フィルタ３４が挿入される際に、波長フィルタ３４が破損して光モジュール作製の歩留りが低下するという問題もある。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、フェルールの機械強度を著しく低下させず、送受信光に対する過剰透過損失と波長選択性を確保するための精密な溝を形成する必要がなく、波長フィルタが破損して光モジュール作製の歩留りが低下することを、回避できる光モジュール及び光モジュール作製法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明では、放射モードを有するファイバグレーティングが形成された光ファイバと、受光素子用切欠平坦部が形成されたフェルールと、ファイバグレーティングが形成された部分の光ファイバの側面から放射された放射光を受光する受光素子と、受光素子が実装された基板とを備える。すなわち、放射モードを有するファイバグレーティングが形成された光ファイバと、前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの側面の少なくとも一部を露出する受光素子用切欠平坦部が形成されたフェルールと、前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの前記側面から放射された放射光を受光する受光素子と、前記受光素子が実装された基板とを備える光モジュールが提供される。この構成により、フェルールの機械強度を著しく低下させず、送受信光に対する過剰透過損失と波長選択性を確保するためのばらつきのない精密な溝を形成する必要がなく、波長フィルタが破損して光モジュール作製の歩留りが低下することを、回避できる。
【０００８】
また、本発明よれば、放射モードを有するファイバグレーティングが形成された光ファイバと、前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの側面の少なくとも一部を露出する受光素子用切欠平坦部及び露光用切欠平坦部が形成されたフェルールと、前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの前記側面から放射された放射光を受光する受光素子と、前記受光素子が実装された基板とを備える光モジュールが提供される。この構成により、フェルールの機械強度を著しく低下させず、送受信光に対する過剰透過損失と波長選択性を確保するためのばらつきのない精密な溝を形成する必要がなく、波長フィルタが破損して光モジュール作製の歩留りが低下することを、回避できる。
【０００９】
また、本発明の光モジュールにおいて、前記光ファイバの光軸と前記受光素子の受光面の中心点とを含む平面上において、前記受光素子の前記受光面の中心点から前記光ファイバの前記光軸に対し垂線を下ろした光軸上の交点を基準点として、前記基準点に対する前記光ファイバの前記光軸上の距離をｚとし、前記ファイバグレーティングの前記光ファイバの前記光軸に対する前記受光素子の前記受光面の中心点への光放射角度をθとし、前記受光素子の前記受光面の中心点と前記光ファイバとの垂直距離をｈとした場合に、ｚ＝ｈ／tanθを満たすことは、本発明の好ましい態様である。この構成により、光ファイバ光軸上のそれぞれのファイバグレーティング部の位置における光放射角度を変えることにより、放射光と受光素子との間の光結合効率を高めることができる。
【００１０】
また、本発明によれば、放射モードを有するファイバグレーティングが形成された光ファイバと、前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの側面の少なくとも一部を露出する受光素子用切欠平坦部及び露光用切欠平坦部が形成されたフェルールと、前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの前記側面から放射された放射光を受光する受光素子と、前記受光素子が実装された基板とを備える光モジュールの作製法において、前記露光用切欠平坦部上に露出している前記光ファイバにファイバグレーティング形成用マスクを密着させるステップと、前記ファイバグレーティング形成用マスクを通して紫外線光を前記光ファイバに照射させて前記ファイバグレーティングを形成するステップとを有することを特徴とする光モジュール作製法が提供される。この構成により、フェルールの機械強度を著しく低下させず、送受信光に対する過剰透過損失と波長選択性を確保するためのばらつきのない精密な溝を形成する必要がなく、波長フィルタが破損して光モジュール作製の歩留りが低下することを、回避できる。また、ファイバグレーティング部の形成を容易にすることができる。
【００１１】
また、本発明によれば、放射モードを有するファイバグレーティングが形成された光ファイバと、前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの側面を覆う受光素子用切欠平坦部が形成されたガラス製のフェルールと、前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの前記側面から放射された放射光を受光する受光素子と、前記受光素子が実装された基板とを備える光モジュールが提供される。この構成により、フェルールの機械強度を著しく低下させず、送受信光に対する過剰透過損失と波長選択性を確保するためのばらつきのない精密な溝を形成する必要がなく、波長フィルタが破損して光モジュール作製の歩留りが低下することを、回避できる。また、フェルールにおいて光ファイバを露出していないため、光ファイバに損傷が生じて光伝送特性を劣化させることがなく、信頼性を高くすることができる。
【００１２】
また、本発明によれば、放射モードを有するファイバグレーティングが形成された光ファイバと、前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの側面を覆う受光素子用切欠平坦部及び露光用切欠平坦部が形成されたガラス製のフェルールと、前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの前記側面から放射された放射光を受光する受光素子と、前記受光素子が実装された基板とを備える光モジュールが提供される。この構成により、フェルールの機械強度を著しく低下させず、送受信光に対する過剰透過損失と波長選択性を確保するためのばらつきのない精密な溝を形成する必要がなく、波長フィルタが破損して光モジュール作製の歩留りが低下することを、回避できる。また、フェルールにおいて光ファイバを露出していないため、光ファイバに損傷が生じて光伝送特性を劣化させることがなく、信頼性を高くすることができる。
【００１３】
また、本発明の光モジュールにおいて、前記光ファイバの光軸と前記受光素子の受光面の中心点とを含む平面上において、前記受光素子の前記受光面の中心点から前記光ファイバの前記光軸に対し垂線を下ろした光軸上の交点を基準点として、前記基準点に対する前記光ファイバの前記光軸上の距離をｚとし、前記ファイバグレーティングの前記光ファイバの前記光軸に対する前記受光素子用切欠平坦部の平坦面への光放射角度をθとし、前記受光素子用切欠平坦部の前記平坦面と前記光ファイバとの垂直距離をｈ１とし、前記ガラス製のフェルールの屈折率をｎ１とし、前記受光素子の前記受光面の中心点と前記受光素子用切欠平坦部の前記平坦面との垂直距離をｈ２とし、前記受光素子の前記受光面と前記受光素子用切欠平坦部の前記平坦面との間の屈折率をｎ２とした場合に、ｚ＝（ｈ１／tanθ）＋[ｈ２×tan｛sin−１（（ｎ１／ｎ２）×cosθ）｝]を満たすことは、本発明の好ましい態様である。この構成により、光ファイバ光軸上のそれぞれのファイバグレーティング部の位置における光放射角度を変えることにより、放射光と受光素子との間の光結合効率を高めることができる。
【００１４】
また、本発明によれば、放射モードを有するファイバグレーティングが形成された光ファイバと、前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの側面を覆う受光素子用切欠平坦部が形成されたガラス製のフェルールと、前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの前記側面から放射された放射光を受光する受光素子と、前記受光素子が実装された基板とを備える光モジュールの作製法において、前記ガラス製のフェルールと同等の屈折率を有する屈折率調整液が入った透明容器の中へ前記ガラス製のフェルールを浸すステップと、ファイバグレーティング形成用マスクの紫外線照射像をレンズにより前記透明容器を通して前記光ファイバ上へ結像させて前記ファイバグレーティングを形成するステップとを有することを特徴とする光モジュール作製法が提供される。この構成により、フェルールの機械強度を著しく低下させず、送受信光に対する過剰透過損失と波長選択性を確保するためのばらつきのない精密な溝を形成する必要がなく、波長フィルタが破損して光モジュール作製の歩留りが低下することを、回避できる。また、ファイバグレーティング部の形成を容易にすることができる。
【００１５】
また、本発明によれば、放射モードを有するファイバグレーティングが形成された光ファイバと、前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの側面を覆う受光素子用切欠平坦部及び露光用切欠平坦部が形成されたガラス製のフェルールと、前記ファイバグレーティングが形成された部分の前記光ファイバの前記側面から放射された放射光を受光する受光素子と、前記受光素子が実装された基板とを備える光モジュールの作製法において、ファイバグレーティング形成用マスクの紫外線照射像をレンズにより前記露光用切欠平坦部を通して前記光ファイバ上へ結像させて前記ファイバグレーティングを形成するステップを有することを特徴とする光モジュール作製法が提供される。この構成により、フェルールの機械強度を著しく低下させず、送受信光に対する過剰透過損失と波長選択性を確保するためのばらつきのない精密な溝を形成する必要がなく、波長フィルタが破損して光モジュール作製の歩留りが低下することを、回避できる。また、ファイバグレーティング部の形成を容易にすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明では、放射モードを有するファイバグレーティングが形成された光ファイバと、ファイバグレーティングが形成された部分の光ファイバの側面の少なくとも一部を露出する受光素子用切欠平坦部が形成されたフェルールと、ファイバグレーティングが形成された部分の光ファイバの側面から放射された放射光を受光する受光素子と、受光素子が実装された基板とを備えるので、フェルールの機械強度を著しく低下させず、送受信光に対する過剰透過損失と波長選択性を確保するための精密な溝を形成する必要がなく、波長フィルタが破損して光モジュール作製の歩留りが低下することを、回避できる（請求項１）。
【００１７】
また、本発明では、放射モードを有するファイバグレーティングが形成された光ファイバと、ファイバグレーティングが形成された部分の光ファイバの側面の少なくとも一部を露出する受光素子用切欠平坦部及び露光用切欠平坦部が形成されたフェルールと、ファイバグレーティングが形成された部分の光ファイバの側面から放射された放射光を受光する受光素子と、受光素子が実装された基板とを備えるので、フェルールの機械強度を著しく低下させず、送受信光に対する過剰透過損失と波長選択性を確保するための精密な溝を形成する必要がなく、波長フィルタが破損して光モジュール作製の歩留りが低下することを、回避できる（請求項２）。
【００１８】
また、本発明では、放射モードを有するファイバグレーティングが形成された光ファイバと、ファイバグレーティングが形成された部分の光ファイバの側面の少なくとも一部を露出する受光素子用切欠平坦部及び露光用切欠平坦部が形成されたフェルールと、ファイバグレーティングが形成された部分の光ファイバの側面から放射された放射光を受光する受光素子と、受光素子が実装された基板とを備える光モジュールの作製法において、露光用切欠平坦部上に露出している光ファイバにファイバグレーティング形成用マスクを密着させるステップと、ファイバグレーティング形成用マスクを通して紫外線光を光ファイバに照射させてファイバグレーティングを形成するステップとを有するので、フェルールの機械強度を著しく低下させず、送受信光に対する過剰透過損失と波長選択性を確保するための精密な溝を形成する必要がなく、波長フィルタが破損して光モジュール作製の歩留りが低下することを、回避できる。また、ファイバグレーティング部の形成を容易にすることができる（請求項４）。
【００１９】
また、本発明では、放射モードを有するファイバグレーティングが形成された光ファイバと、ファイバグレーティングが形成された部分の光ファイバの側面を覆う受光素子用切欠平坦部が形成されたガラス製のフェルールと、ファイバグレーティングが形成された部分の光ファイバの側面から放射された放射光を受光する受光素子と、受光素子が実装された基板とを備えるので、フェルールの機械強度を著しく低下させず、送受信光に対する過剰透過損失と波長選択性を確保するための精密な溝を形成する必要がなく、波長フィルタが破損して光モジュール作製の歩留りが低下することを、回避できる。また、フェルールにおいて光ファイバが露出していないため、光ファイバに損傷が生じて光伝送特性を劣化させることがなく、信頼性を高くすることができる（請求項５）。
【００２０】
また、本発明では、放射モードを有するファイバグレーティングが形成された光ファイバと、ファイバグレーティングが形成された部分の光ファイバの側面を覆う受光素子用切欠平坦部及び露光用切欠平坦部が形成されたガラス製のフェルールと、ファイバグレーティングが形成された部分の光ファイバの側面から放射された放射光を受光する受光素子と、受光素子が実装された基板とを備えるので、フェルールの機械強度を著しく低下させず、送受信光に対する過剰透過損失と波長選択性を確保するための精密な溝を形成する必要がなく、波長フィルタが破損して光モジュール作製の歩留りが低下することを、回避できる。また、フェルールにおいて光ファイバが露出していないため、光ファイバに損傷が生じて光伝送特性を劣化させることがなく、信頼性を高くすることができる（請求項６）。
【００２１】
また、本発明では、放射モードを有するファイバグレーティングが形成された光ファイバと、ファイバグレーティングが形成された部分の光ファイバの側面を覆う受光素子用切欠平坦部が形成されたガラス製のフェルールと、ファイバグレーティングが形成された部分の光ファイバの側面から放射された放射光を受光する受光素子と、受光素子が実装された基板とを備える光モジュールの作製法において、ガラス製のフェルールと同等の屈折率を有する屈折率調整液が入った透明容器の中へガラス製のフェルールを浸すステップと、ファイバグレーティング形成用マスクの紫外線照射像をレンズにより透明容器を通して光ファイバ上へ結像させてファイバグレーティングを形成するステップとを有するので、フェルールの機械強度を著しく低下させず、送受信光に対する過剰透過損失と波長選択性を確保するための精密な溝を形成する必要がなく、波長フィルタが破損して光モジュール作製の歩留りが低下することを、回避できる。また、ファイバグレーティング部の形成を容易にすることができる（請求項８）。
【００２２】
また、本発明では、放射モードを有するファイバグレーティングが形成された光ファイバと、ファイバグレーティングが形成された部分の光ファイバの側面を覆う受光素子用切欠平坦部及び露光用切欠平坦部が形成されたガラス製のフェルールと、ファイバグレーティングが形成された部分の光ファイバの側面から放射された放射光を受光する受光素子と、受光素子が実装された基板とを備える光モジュールの作製法において、ファイバグレーティング形成用マスクの紫外線照射像をレンズにより露光用切欠平坦部を通して光ファイバ上へ結像させてファイバグレーティングを形成するステップを有するので、フェルールの機械強度を著しく低下させず、送受信光に対する過剰透過損失と波長選択性を確保するための精密な溝を形成する必要がなく、波長フィルタが破損して光モジュール作製の歩留りが低下することを、回避できる。また、ファイバグレーティング部の形成を容易にすることができる（請求項９）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明の第１の実施の形態に係る光モジュールについて図１及び図２並びに図１２を用いて説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る光モジュールを構成するフェルールの斜視図であり、図２は本発明の第１の実施の形態に係る光モジュールの図１の略中心部分での断面図である。図１２は本発明の第１の実施の形態に係る光モジュールのファイバグレーティングにおける受信光の光放射角を説明するための図である。なお、図１のファイバグレーティング部７を示す斜線は断面を示すものではない。後述する図３、図６、図９においても同様である。図２に示すように、光モジュールはファイバグレーティング部７が形成された光ファイバ２を備えている。また、図２には、光ファイバ２内を伝搬する受信光１１及び送信光１３と、ファイバグレーティング部７から放射される放射光１２とが示されている。なお、図１４の要素と同一又は対応する要素は、同様の符号を付し説明を省略する。
【００２４】
フェルール１には、切削による受光素子用切欠平坦部５が形成されている。この受光素子用切欠平坦部５は、光ファイバ２の側面を露出するように形成されている。フェルール１としては、例えば精密加工に適したジルコニアを材料に用いることができる。また、光ファイバ２としては、紫外線照射によって屈折率が変化する材料で構成されるもので、例えばゲルマニウムをドープした石英ファイバを加圧水素中に浸して紫外線感度を増大させたものを用いることができる。ファイバグレーティング部７の形成方法は、不図示のファイバグレーティング形成用マスクを光ファイバ２に密着させ、例えばエキシマレーザからの紫外線レーザ光を、ファイバグレーティング形成用マスクを通して光ファイバ２に照射させる。この照射によって、光ファイバ２が屈折率変化を生じ、空間的な屈折率分布を有するファイバグレーティング部７が形成される。
【００２５】
上記のような形成方法によって、図１２に示す位置関係となるようにファイバグレーティング部７を形成する。すなわち、光ファイバ２の光軸と受光素子９の受光面の中心点とを含む平面上において、受光素子９の受光面の中心点から光ファイバ２の光軸に対し垂線を下ろした光軸上の交点を基準点として、この基準点に対する光ファイバ２の光軸上の距離をｚとし、ファイバグレーティング部７の光ファイバ２の光軸に対する受光素子９の受光面の中心点への光放射角度をθとし、受光素子９の受光面の中心点と光ファイバ２との垂直距離をｈとした場合に、受信光１１に対して下記の式（１）を満たすようなファイバグレーティング部７を形成する。
【００２６】
ｚ＝ｈ／tanθ・・・（１）
【００２７】
ファイバグレーティング部７が形成された後、光ファイバ２は、フェルール１に対して掘削によって形成された光ファイバ保持用の穴に挿入され、ファイバグレーティング部７が受光素子用切欠平坦部５上の所定の位置になるように、またファイバグレーティング部７からの放射光１２の方向が受光素子９側になるように配置され、不図示の接着剤によってフェルール１に固定される。受光素子９は、基板８上の不図示の電極へ電気的に接続されるとともに、基板８と機械的に接着固定される。受光素子９が実装された基板８は、受光素子用切欠平坦部５上においてフェルール１と所定の間隔を保ちながら、放射光１２が受光素子９と結合するように位置調整が行われ、光学接着剤１０によって接着固定される。光学接着剤１０としては、エポキシ系又はアクリル系のどちらでも用いることができる。
【００２８】
次に、第１の実施の形態に係る光モジュールの光ファイバ２内を伝搬する光の動作について、図１及び図２並びに図１２を用いて説明する。なお、以下で説明する受信光１１及び送信光１３は本来、光ファイバ２内を伝搬するものであるが、図２において受信光１１及び送信光１３を示す矢印は、便宜上光ファイバ２内に図示されていない。光ファイバ２の第１光ファイバ端面３へ入射した受信光１１は、光ファイバ２内を伝搬しファイバグレーティング部７に到達する。受信光１１は、ファイバグレーティング部７において、選択的に回折作用を受け、光放射角度θで放射光１２として光ファイバ２の外部へ出射する。放射光１２は光学接着剤１０の中を伝搬して受光素子９へ入射し、受光素子９において電気信号に変換される。一方、受信光１１の波長と異なる波長を持つ不図示の光源により生成され、光ファイバ２の第２光ファイバ端面４へ入射した送信光１３は、回折作用を受けることなくファイバグレーティング部７を透過し、第１光ファイバ端面３に到達する。
【００２９】
以上により、第１の実施の形態では、放射モードを有するファイバグレーティング部７が形成された光ファイバ２と、ファイバグレーティング部７が形成された部分の光ファイバ２の側面の少なくとも一部を露出する受光素子用切欠平坦部５が形成されたフェルール１と、ファイバグレーティング部７が形成された部分の光ファイバ２の側面から放射された放射光１２を受光する受光素子９と、受光素子９が実装された基板８とを備える構成にしたので、フェルール１の機械強度を著しく低下させず、送受信光に対する過剰透過損失と波長選択性を確保するための精密な溝を形成する必要がなく、波長フィルタが破損して光モジュール作製の歩留りが低下することを、回避できる。さらに、光ファイバ光軸上のそれぞれのファイバグレーティング部７の位置における光放射角度を変えることにより、それぞれのファイバグレーティング部７の位置における放射光１２が受光素子９へ向けて出射されるため、放射光１２と受光素子９との間の光結合効率を高めることができる。
【００３０】
なお、上記第１の実施の形態においてはフェルール１の材料にジルコニアを用いた構成について説明したが、フェルール１の材料としてガラス又はメタルあるいは樹脂などを用いた構成についても、同様に実施可能である。
【００３１】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態に係る光モジュール及び光モジュール作製法について図３から図５を用いて説明する。図３は、本発明の第２の実施の形態に係る光モジュールを構成するフェルールの斜視図、図４は本発明の第２の実施の形態に係る光モジュールの図３の略中心部分での断面図、図５は本発明の第２の実施の形態に係る光モジュールのファイバグレーティング形成法を説明するための図であり、図３の一点破線ＡＢの矢印方向に見た断面図である。図３から図５において、第２の実施の形態に係る光モジュールは、第１の実施の形態に係る光モジュールの構成に加え、露光用切欠平坦部６を備えている。また、図５には、ファイバグレーティング形成用マスク１４及び紫外線光１５が示されている。なお、図１及び図２の要素と同一又は対応する要素は、同様の符号を付し説明を省略する。
【００３２】
フェルール１には、第１の実施の形態と同様、材料にジルコニアを用いる。フェルール１には、光ファイバ２の側面が露出するように、受光素子用切欠平坦部５及び露光用切欠平坦部６が切削によって形成されている。露光用切欠平坦部６は受光素子用切欠平坦部５と垂直になるように形成されている。光ファイバ２は、ファイバグレーティング部７が形成される前に、掘削によって形成されたフェルール１の光ファイバ保持用の穴に挿入され、不図示の接着剤によってフェルール１に固定される。
【００３３】
次に、ファイバグレーティング部７の形成方法について図５を用いて説明する。フェルール１の露光用切欠平坦部６上に露出している光ファイバ２にファイバグレーティング形成用マスク１４を密着させ、例えばエキシマレーザからの紫外線レーザ光などの紫外線光１５を、ファイバグレーティング形成用マスク１４を通して光ファイバ２に照射する。この照射によって、光ファイバ２が屈折率変化を生じ、空間的な屈折率分布を有するファイバグレーティング部７が形成される。
【００３４】
上述のような形成方法によって、第１の実施の形態と同様の位置関係となるようにファイバグレーティング部７を形成する。すなわち、光ファイバ２の光軸と受光素子９の受光面の中心点とを含む平面上において、受光素子９の受光面の中心点から光ファイバ２の光軸に対し垂線を下ろした光軸上の交点を基準点として、この基準点に対する光ファイバの光軸上の距離をｚとし、ファイバグレーティング部７の光ファイバ２の光軸に対する受光素子９の受光面の中心点への光放射角度をθとし、受光素子９の受光面の中心点と光ファイバ２との垂直距離をｈとした場合に、受信光１１に対して上記の式（１）を満たすようなファイバグレーティング部７を形成する。なお、第２の実施の形態に係る光モジュールの光ファイバ２内を伝搬する光の動作については、第１の実施の形態と同様であるため説明を省略する。
【００３５】
以上により、第２の実施の形態では、放射モードを有するファイバグレーティング部７が形成された光ファイバ２と、ファイバグレーティング部７が形成された部分の光ファイバ２の側面の少なくとも一部を露出する受光素子用切欠平坦部５及び露光用切欠平坦部６が形成されたフェルール１と、ファイバグレーティング部７が形成された部分の光ファイバ２の側面から放射された放射光１２を受光する受光素子９と、受光素子９が実装された基板８とを備える構成にしたので、フェルール１の機械強度を著しく低下させず、送受信光に対する過剰透過損失と波長選択性を確保するための精密な溝を形成する必要がなく、波長フィルタが破損して光モジュール作製の歩留りが低下することを、回避できる。さらに、光ファイバ光軸上のファイバグレーティング部７の各位置における光放射角度を変えることにより、ファイバグレーティング部７の各位置における放射光１２が受光素子９に向けて出射されるため、放射光１２と受光素子９との間の光結合効率を高めることができる。
【００３６】
また、ファイバグレーティング形成用マスク１４を通して光ファイバ２に紫外線光１５を照射することにより、ファイバグレーティング部７を容易に形成でき、放射光１２の放射方向の制御が容易にできる。なお、本発明の第２の実施の形態においてはフェルール１の材料にジルコニアを用いた構成について説明したが、フェルール１の材料としてガラス又はメタルあるいは樹脂などを用いた構成についても、同様に実施可能である。
【００３７】
＜第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態に係る光モジュール及び光モジュール作製法について図６から図８及び図１３を用いて説明する。図６は、本発明の第３の実施の形態に係る光モジュールを構成するフェルールの斜視図、図７は本発明の第３の実施の形態に係る光モジュールの図６の略中心部分での断面図、図８は本発明の第３の実施の形態に係る光モジュールのファイバグレーティング形成法を説明するための図であり、図６の一点破線ＡＢの矢印方向に見た断面図である。また、図１３は本発明の第３の実施の形態に係る光モジュールのファイバグレーティングにおける受信光の光放射角を説明するための図である。図８には、ファイバグレーティング形成用マスク１４の紫外線照射像を、露光用切欠平坦部６を通して光ファイバ２上に結像させる露光レンズ１６が示されている。なお、図１から図５及び図１２の要素と同一又は対応する要素は、同様の符号を付し説明を省略する。
【００３８】
本発明の第３の実施の形態では、フェルール１に紫外線を透過するガラス材料のガラスフェルールを用いる。フェルール１には、光ファイバ２の側面が露出しないような、受光素子用切欠平坦部５及び露光用切欠平坦部６が切削によって形成されている。露光用切欠平坦部６は受光素子用切欠平坦部５と垂直になるように形成されている。光ファイバ２は、グレーティング部７が形成される前に、掘削によって形成されたフェルール１の光ファイバ保持用の穴に挿入され、不図示の接着剤によってフェルール１に固定される。
【００３９】
次に、ファイバグレーティング部７の形成方法について図８を用いて説明する。フェルール１の露光用切欠平坦部６と平行に置かれたファイバグレーティング形成用マスク１４へ、例えばエキシマレーザからの紫外線レーザ光などの紫外線光１５を照射する。この照射によるファイバグレーティング形成用マスク１４の紫外線照射像が、露光レンズ１６及び露光用切欠平坦部６を通して光ファイバ２上に結像される。これによって、光ファイバ２が屈折率変化を生じ、空間的な屈折率分布を有するファイバグレーティング部７が形成される。
【００４０】
上述のような形成方法によって、図１３に示す位置関係となるようにファイバグレーティング部７を形成する。すなわち、光ファイバ２の光軸と受光素子９の受光面の中心点とを含む平面上において、受光素子９の受光面の中心点から光ファイバ２の光軸に対し垂線を下ろした光軸上の交点を基準点として、この基準点に対する光ファイバの光軸上の距離をｚとし、ファイバグレーティング部７の光ファイバ２の光軸に対する受光素子用切欠平坦部５の平坦面への光放射角度をθとし、フェルール１の受光素子用切欠平坦部５の平坦面と光ファイバ２との垂直距離をｈ１とし、受光素子９の受光面の中心点と受光素子用切欠平坦部５の平坦面との垂直距離をｈ２とし、フェルール１の屈折率をｎ１とし、受光素子９の受光面の中心点と受光素子用切欠平坦部５の平坦面との間の光学接着剤１０の屈折率をｎ２とした場合に、受信光１１に対して下記の式（２）を満たすようなファイバグレーティング部７を形成する。
【００４１】
ｚ＝（ｈ１／tanθ）＋[ｈ２×tan｛sin−１（（ｎ１／ｎ２）×cosθ）｝]・・・（２）
【００４２】
次に、第３の実施の形態に係る光モジュールの光ファイバ２内を伝搬する光の動作について、図６から図８及び図１３を用いて説明する。なお、以下で説明する受信光１１及び送信光１３は本来、光ファイバ２内を伝搬するものであるが、図７において受信光１１及び送信光１３を示す矢印は、便宜上光ファイバ２内に図示されていない。光ファイバ２の第１光ファイバ端面３へ入射した受信光１１は、光ファイバ２内を伝搬しファイバグレーティング部７に到達する。受信光１１は、ファイバグレーティング部７において、選択的に回折作用を受け、光放射角度θで放射光１２として光ファイバ２の外部へ出射する。放射光１２はフェルール１の中を伝搬し、受光素子用切欠平坦部５の平坦面と光学接着剤１０との界面において屈折した後、光学接着剤１０の中を伝搬して受光素子９へ入射し、受光素子９において電気信号に変換される。一方、受信光１１の波長と異なる波長を持つ不図示の光源により生成されて光ファイバ２の第２光ファイバ端面４へ入射した送信光１３は、回折作用を受けることなくファイバグレーティング部７を透過し、第１光ファイバ端面３に到達する。
【００４３】
以上により、第３の実施の形態では、放射モードを有するファイバグレーティング部７が形成された光ファイバ２と、ファイバグレーティング部７が形成された部分の光ファイバ２の側面を覆う受光素子用切欠平坦部５及び露光用切欠平坦部６が形成されたガラス製のフェルール１と、ファイバグレーティング部７が形成された部分の光ファイバ２の側面から放射された放射光１２を受光する受光素子９と、受光素子９が実装された基板８とを備える構成にしたので、フェルール１の機械強度を著しく低下させず、送受信光に対する過剰透過損失と波長選択性を確保するための精密な溝を形成する必要がなく、波長フィルタが破損して光モジュール作製の歩留りが低下することを、回避できる。さらに、光ファイバ光軸上のそれぞれのファイバグレーティング部７の位置における光放射角度を変えることにより、それぞれのファイバグレーティング部７の位置における放射光１２が受光素子９に向けて出射されるため、放射光１２と受光素子９との間の光結合効率を高めることができる。
【００４４】
また、ファイバグレーティング形成用マスク１４の紫外線照射像を、露光レンズ１６及び露光用切欠平坦部６を通してフェルール１に固定した光ファイバ２上へ結像させることにより、ファイバグレーティング部７を容易に形成でき、放射光１２の放射方向の制御が容易にできる。また、フェルール１において光ファイバ２が露出されていないため、光ファイバ２に損傷が生じて光伝送特性を劣化させることがなく、信頼性の高い光モジュールが実現できる。
【００４５】
＜第４の実施の形態＞
次に、本発明の第４の実施の形態に係る光モジュール及び光モジュール作製法について図９から図１１を用いて説明する。図９は、本発明の第４の実施の形態に係る光モジュールを構成するフェルールの斜視図、図１０は本発明の第４の実施の形態に係る光モジュールの図９の略中心部分での断面図、図１１は本発明の第４の実施の形態に係る光モジュールのファイバグレーティング形成法を説明するための図で、図９の一点破線ＡＢの矢印方向に見た断面図である。図１１には、後述するファイバグレーティング部７を形成する際に用いられる透明容器１７及び透明容器１７内に入れられた屈折率調整液１８が示されている。なお、図１から図８及び図１３の要素と同一又は対応する要素は、同様の符号を付し説明を省略する。
【００４６】
本発明の第４の実施の形態では、フェルール１に紫外線を透過するガラス材料のガラスフェルールを用いる。フェルール１には、光ファイバ２の側面が露出しないような、受光素子用切欠平坦部５が切削によって形成されている。光ファイバ２は、ファイバグレーティング部７が形成される前に、掘削によって形成されたフェルール１の光ファイバ保持用の穴に挿入され、不図示の接着剤によってフェルール１に固定される。また、透明容器１７としては紫外線を透過する少なくとも１つの平面を持つ、例えばガラス材料を用いることができる。透明容器１７にはフェルール１と同じ屈折率を持つ屈折率調整液１８が入れられている。ファイバグレーティング部７を形成する際には、フェルール１が透明容器１７内の屈折率調整液１８に浸される。
【００４７】
次に、ファイバグレーティング部７の形成方法について図１１を用いて説明する。まず、透明容器１７に入れられた屈折率調整液１８によってフェルール１の全体が覆われるようにフェルール１を浸す。この際、透明容器１７の平面の１つが受光素子用切欠平坦部５の面と垂直になるようにフェルール１を配置する。透明容器１７の平面と平行にファイバグレーティング形成用マスク１４を置き、例えばエキシマレーザからの紫外線レーザ光などの紫外線光１５をファイバグレーティング形成用マスク１４へ照射する。この照射によるファイバグレーティング形成用マスク１４の紫外線照射像は、露光レンズ１６、透明容器１７の平面、屈折率調整液１８、フェルール１の側面を通して光ファイバ２上に結像される。これによって、光ファイバ２が屈折率変化を生じ、空間的な屈折率分布を有するファイバグレーティング部７が形成される。
【００４８】
上述のような形成方法によって、第３の実施の形態と同様の位置関係となるようにファイバグレーティング部７を形成する。すなわち、光ファイバ２の光軸と受光素子９の受光面の中心点とを含む平面上において、受光素子９の受光面の中心点から光ファイバ２の光軸に対し垂線を下ろした光軸上の交点を基準点として、この基準点に対する光ファイバの光軸上の距離をｚとし、ファイバグレーティング部７の光ファイバ２の光軸に対する受光素子用切欠平坦部５の平坦面への光放射角度をθとし、フェルール１の受光素子用切欠平坦部５の平坦面と光ファイバ２との垂直距離をｈ１とし、受光素子９の受光面の中心点と受光素子用切欠平坦部５の平坦面との垂直距離をｈ２とし、フェルール１の屈折率をｎ１とし、受光素子９の受光面の中心点と受光素子用切欠平坦部５の平坦面との間の光学接着剤１０の屈折率をｎ２とした場合に、受信光１１に対して上記の式（２）を満たすようなファイバグレーティング部７を形成する。なお、第４の実施の形態に係る光モジュールの光ファイバ２内を伝搬する光の動作については、第３の実施の形態と同様であるため説明を省略する。
【００４９】
以上により、第４の実施の形態では、放射モードを有するファイバグレーティング部７が形成された光ファイバ２と、ファイバグレーティング部７が形成された部分の光ファイバ２の側面を覆う受光素子用切欠平坦部５が形成されたガラス製のフェルール１と、ファイバグレーティング部７が形成された部分の光ファイバ２の側面から放射された放射光１２を受光する受光素子９と、受光素子９が実装された基板８とを備える構成にしたので、フェルール１の機械強度を著しく低下させず、送受信光に対する過剰透過損失と波長選択性を確保するための精密な溝を形成する必要がなく、波長フィルタが破損して光モジュール作製の歩留りが低下することを、回避できる。さらに、光ファイバ光軸上のそれぞれのファイバグレーティング部７の位置における光放射角度を変えることにより、それぞれのファイバグレーティング部７の位置における放射光１２が受光素子９に向けて出射されるため、放射光１２と受光素子９との間の光結合効率を高めることができる。
【００５０】
また、少なくとも１つの平面を持つ透明容器１７に入れた屈折率調整液１８の中へフェルール１を浸し、ファイバグレーティング形成用マスク１４の紫外線照射像を、露光レンズ１６、透明容器１７の平面、屈折率調整液１８、フェルール１の側面を通して光ファイバ２上に結像させることにより、ファイバグレーティング部７を容易に形成でき、放射光１２の放射方向の制御を容易にすることができる。また、フェルール１において光ファイバ２が露出されていないため、光ファイバ１に損傷が生じて光伝送特性を劣化させることがなく、信頼性の高い光モジュールが実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明に係る光モジュール及び光モジュール作製法は、フェルールの機械強度を著しく低下させず、送受信光に対する過剰透過損失と波長選択性を確保するための精密な溝を形成する必要がなく、波長フィルタが破損して光モジュール作製の歩留りが低下することを、回避できるため、光通信用の光モジュール及び光モジュール作製法などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光モジュールを構成するフェルールの斜視図
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る光モジュールの図１の略中心部分での断面図
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る光モジュールを構成するフェルールの斜視図
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る光モジュールの図３の略中心部分での断面図
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る光モジュールのファイバグレーティング形成法を説明するための図
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る光モジュールを構成するフェルールの斜視図
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る光モジュールの図６の略中心部分での断面図
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る光モジュールのファイバグレーティング形成法を説明するための図
【図９】本発明の第４の実施の形態に係る光モジュールを構成するフェルールの斜視図
【図１０】本発明の第４の実施の形態に係る光モジュールの図９の略中心部分での断面図
【図１１】本発明の第４の実施の形態に係る光モジュールのファイバグレーティング形成法を説明するための図
【図１２】本発明の第１の実施の形態に係る光モジュールのファイバグレーティングにおける受信光の光放射角を説明するための図
【図１３】本発明の第３の実施の形態に係る光モジュールのファイバグレーティングにおける受信光の光放射角を説明するための図
【図１４】従来の光モジュールの断面図
【符号の説明】
【００５３】
１  フェルール
２  光ファイバ
３、３１  第１光ファイバ端面
４、３２  第２光ファイバ端面
５  受光素子用切欠平坦部
６  露光用切欠平坦部
７  ファイバグレーティング部
８  基板
９  受光素子
１０  光学接着剤
１１  受信光
１２  放射光
１３  送信光
１４  ファイバグレーティング形成用マスク
１５  紫外線光
１６  露光レンズ
１７  透明容器
１８  屈折率調整液
２１  第１光ファイバ
２２  第２光ファイバ
３３  フィルタ挿入溝
３４  波長フィルタ
【図１】
2005062347.tif 000003
【図２】
2005062347.tif 000004
【図３】
2005062347.tif 000005
【図４】
2005062347.tif 000006
【図５】
2005062347.tif 000007
【図６】
2005062347.tif 000008
【図７】
2005062347.tif 000009
【図８】
2005062347.tif 000010
【図９】
2005062347.tif 000011
【図１０】
2005062347.tif 000012
【図１１】
2005062347.tif 000013
【図１２】
2005062347.tif 000014
【図１３】
2005062347.tif 000015
【図１４】
2005062347.tif 000016