(57)【要約】【課題】  光信号の送信・受信を行う光通信モジュールの光ファイバ、回折格子、発光素子、受光素子のアライメントを正確かつ容易にできかつ取扱いが簡単な光通信モジュール及び光通信モジュール用の回折格子を提供する。【解決手段】  この光通信モジュール１０は、光ファイバ１の端末２に向けて光信号を出射する発光素子と、光ファイバの端末からの光信号を受光する受光素子と、光ファイバの端末と発光素子及び受光素子との間に配置されアライメントマークが形成された回折レンズ１３と、発光素子と受光素子とを固定する第１筐体１４と、回折レンズと光ファイバの端末とを固定しかつ第１筐体に対し着脱自在に構成された第２筐体１６と、を備え、第２筐体は、回折レンズを固定する第１固定部３１と、光ファイバの端末を固定する第２固定部３２と、を備え、第２固定部は、回折レンズを第２筐体に対し回折レンズのアライメントマークとともにアライメントするために形成されたアライメント部を有する。【選択図】  図２
2005172897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバの端末に向けて光信号を出射する発光素子と、
前記光ファイバの端末からの光信号を受光する受光素子と、
前記光ファイバの端末と前記発光素子及び前記受光素子との間に配置されアライメントマークが形成された回折格子と、
前記発光素子と前記受光素子とを固定する第１筐体と、
前記回折格子と前記光ファイバの端末とを固定しかつ前記第１筐体に対し着脱自在に構成された第２筐体と、を備え、
前記第２筐体は、前記回折格子を固定する回折格子固定部と、前記光ファイバの端末を固定する端末固定部と、を備え、
前記回折格子固定部は、前記回折格子を前記第２筐体に対し前記回折格子のアライメントマークとともにアライメントするために形成されたアライメント部を有することを特徴とする光通信モジュール。
【請求項２】
前記第２筐体は、円筒体状に構成され、前記端末固定部の孔部の中心及び前記回折格子固定部の孔部の中心が前記円筒体の中心軸に一致するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光通信モジュール。
【請求項３】
前記端末固定部の孔部を前記円筒体の外面を基準に機械加工により形成し、前記光ファイバの端末に取り付けられたフェルールが前記端末固定部の孔部に取り付けられたことを特徴とする請求項２に記載の光通信モジュール。
【請求項４】
前記回折格子のアライメントマークが溝状または凸状に形成され、前記回折格子固定部のアライメント部が前記アライメントマークに嵌合するように凸状または溝状に形成されていることを特徴とする請求項１，２または３に記載の光通信モジュール。
【請求項５】
前記回折格子のアライメントマークは、軸心の位置合わせのために同心円状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光通信モジュール。
【請求項６】
前記回折格子のアライメントマークは、前記回折格子の周方向の位置合わせのために前記回折格子の円中心を通るように直線状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光通信モジュール。
【請求項７】
前記回折格子がレンズの少なくとも一方の面に形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光通信モジュール。
【請求項８】
前記回折格子のアライメントマークを電子ビーム描画法により形成することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光通信モジュール。
【請求項９】
前記アライメントマークを回折格子成形用母型に前記回折格子のパターンとともに前記電子ビーム描画法により形成することを特徴とする請求項８に記載の光通信モジュール。
【請求項１０】
前記回折格子固定部のアライメント部を機械加工により形成することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光通信モジュール。
【請求項１１】
前記第２筐体における前記回折格子と前記光ファイバの端末とが一定距離になるように前記回折格子固定部と前記端末固定部とが形成されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の光通信モジュール。
【請求項１２】
前記第１筐体は、前記第２筐体の外周部がはめ込まれて取り付けられる取付部を備え、前記外周部と前記取付部とが機械加工により形成されていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の光通信モジュール。
【請求項１３】
前記第１筐体の取付部と前記第２筐体の外周部とが周方向における位置決めのための位置決め部を有することを特徴とする請求項１２に記載の光通信モジュール。
【請求項１４】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光通信モジュールにおける前記アライメントマークを電子ビーム描画法により形成したことを特徴とする回折格子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信の端末等に用いられる光通信モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ等の光伝送路による光通信システムは、ＷＤＭ（波長分割多重方式）により波長の異なる複数の光信号を同時に光ファイバで伝送し、光信号の送信・受信端末には双方向の光通信モジュールを用いている。一般的に高性能の光通信モジュールを作製する場合、光導波路を用いるのが一般的であるが、この場合、生産コストが膨大になってしまう。そこで、低コストでかつ部品点数を少なくできる、空間系の光通信モジュール（主に、光ファイバ、回折レンズ、レーザダイオード等の発光素子、フォトダイオード等の受光素子で構成される）が光導波路型モジュールに代わって注目されている（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、空間系の光通信モジュールは、導波路を使っていない分、各光学部品の位置合わせ（アライメント）が困難であった。一般的に空間系の光通信モジュールでは、アライメントをする場合、レンズ及び受光素子、発光素子の固定位置をフレキシブルにずらすことが可能な構造になっており、光通信モジュールの組み立ての際に人手によりアクティブにアライメント位置を合わせていたため大きな組み立てコストがかかっていた。
【特許文献１】特開平０７−１０４１５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、光信号の送信・受信を行う光通信モジュールの光ファイバ、回折格子、発光素子、受光素子等を取り付け固定する際にそれらのアライメント（位置合わせ）を正確かつ容易にできかつ組み立てが簡単にできる光通信モジュール、及び光通信モジュール用の回折格子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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明による光通信モジュールは、光ファイバの端末に向けて光信号を出射する発光素子と、前記光ファイバの端末からの光信号を受光する受光素子と、前記光ファイバの端末と前記発光素子及び前記受光素子との間に配置されアライメントマークが形成された回折格子と、前記発光素子と前記受光素子とを固定する第１筐体と、前記回折格子と前記光ファイバの端末とを固定しかつ前記第１筐体に対し着脱自在に構成された第２筐体と、を備え、前記第２筐体は、前記回折格子を固定する回折格子固定部と、前記光ファイバの端末を固定する端末固定部と、を備え、前記回折格子固定部は、前記回折格子を前記第２筐体に対し前記回折格子のアライメントマークとともにアライメントするために形成されたアライメント部を有することを特徴とする。
【０００６】
この光通信モジュールによれば、光信号の送信・受信を行う光通信モジュールの第２筐体で光ファイバを端末固定部に取り付けて固定し、回折格子をそのアライメントマークで回折格子固定部のアライメント部にアライメントして回折格子を精度よく取り付けて固定できるので、光ファイバと回折格子とのアライメントを正確かつ容易にできる。また、発光素子と受光素子とを固定した第１筐体に対し、回折格子と光ファイバの端末とを固定した第２筐体が着脱自在に構成されているので、組み立てが簡単にできる光通信モジュールを実現できる。
【０００７】
上記光通信モジュールにおいて、前記第２筐体は、円筒体状に構成され、前記端末固定部の孔部の中心及び前記回折格子固定部の孔部の中心が前記円筒体の中心軸に一致するように構成されることで、光ファイバと回折格子との調芯を精度よく行うことができる。
【０００８】
また、前記端末固定部の孔部を前記円筒体の外面を基準に機械加工により形成し、前記光ファイバの端末に取り付けられたフェルールが前記端末固定部の孔部に取り付けられることで、光ファイバを第２筐体に精度よく固定できる。
【０００９】
また、前記回折格子のアライメントマークが溝状または凸状に形成され、前記回折格子固定部のアライメント部が前記アライメントマークに嵌合するように凸状または溝状に形成されることが好ましい。
【００１０】
また、前記回折格子のアライメントマークは、軸心の位置合わせのために同心円状に形成されることが好ましい。また、前記回折格子のアライメントマークは、前記回折格子の周方向の位置合わせのために前記回折格子の円中心を通るように直線状に形成されることが好ましい。
【００１１】
また、前記回折格子がレンズの少なくとも一方の面に形成されるように構成できる。
【００１２】
また、前記前記回折格子のアライメントマークを電子ビーム描画法により形成することで、精度よく形成できる。この場合、前記アライメントマークを回折格子成形用母型に前記回折格子のパターンとともに前記電子ビーム描画法により形成することができる。
【００１３】
また、前記回折格子固定部のアライメント部を機械加工により形成することで、精度よく形成できる。
【００１４】
また、前記第２筐体における前記回折格子と前記光ファイバの端末とが一定距離になるように前記回折格子固定部と前記端末固定部とが形成されることで、回折格子と光ファイバの端末との距離を精度よく一定にできる。
【００１５】
また、前記第１筐体は、前記第２筐体の外周部がはめ込まれて取り付けられる取付部を備え、前記外周部と前記取付部とが機械加工により形成されることができる。従って、第２筐体に精度よく固定された光ファイバと回折格子とを第１筐体に固定された発光素子と受光素子に対して正確なアライメントで位置決めできる。
【００１６】
この場合、前記第１筐体の取付部と前記第２筐体の外周部とが周方向における位置決めのための位置決め部を有することが好ましい。
【００１７】
本発明による回折格子は、上述の光通信モジュールにおける前記アライメントマークを電子ビーム描画法により形成したことを特徴とする。これにより、アライメントマークを精度よく形成した回折格子を得ることができる。この場合、前記アライメントマークを回折格子成形用母型に回折格子のパターンとともに電子ビーム描画法により形成できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の光通信モジュールによれば、光信号の送信・受信を行う光通信モジュールの光ファイバ、回折格子、発光素子、受光素子等を取り付け固定する際にそれらのアライメントを正確かつ容易にできかつ組み立てが簡単にできる。また、光通信モジュールに組み込む際に必要なアライメントマークを精度よく形成した回折格子を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。図１は本実施の形態の光通信モジュールの基本的構成を概略的に示す側面図である。
【００２０】
図１に示すように、本実施の形態の光通信モジュール１０は、レーザダイオード等から構成された発光素子１１と、フォトダイオード等から構成された受光素子１２と、発光素子１１と受光素子１２とを収容する第１筐体１４と、回折格子が形成された回折面１５を有する回折レンズ１３と、回折レンズ１３を収容し回折レンズ１３に対して光信号の入射及び出射が可能なように光ファイバ１の端部２を固定する第２筐体１６と、を備える。
【００２１】
第２筐体１６は回折レンズ１３が第１筐体１４の外部に近接して位置するように第１筐体１４に対し着脱自在に構成されている。発光素子１１の缶の前面にはコリメータレンズ１７が配置され、受光素子１２の缶の前面にはコリメータレンズ１８が配置されている。
【００２２】
図１のように、光通信モジュール１０では、発光素子１１から出射した送信光信号が図の破線で示すように、回折レンズ１３に入射し、透過して回折されずに回折レンズ１３により光ファイバ１の端部２に集光されて光ファイバ１内を伝送されていく。このように、送信光信号が光通信モジュール１０から光ファイバ１を介して送信される。
【００２３】
一方、光ファイバ１内を伝送されてきた、送信光信号の波長と異なる受信光信号が図の実線で示すように、光ファイバ１の端部２から回折レンズ１３に入射し、回折された回折光が屈折して受光素子１２に入射し、受信光信号が受光素子１２で電気信号に変換されてモニタできる。このように、受信光信号が光ファイバ１を介して光通信モジュール１０に導入される。
【００２４】
光通信モジュール１０は、例えば、発光素子１１及び受光素子１２側がルータ等の接続機器・ＬＡＮ等を介してパソコン等の装置端末に接続されるようにして使用され、光ファイバ１が外部の通信事業者局まで延びており、両者間で光通信が可能になる。
【００２５】
上述の送信光信号及び受信光信号は、１．２乃至１．６μｍの範囲内で異なる波長であり、例えば、送信光信号の波長が１．３μｍであり、受信光信号の波長が１．５μｍである。
【００２６】
次に、図１の光通信モジュールの具体的構成について図２，図３，図４，図５を参照して説明する。
【００２７】
図２は光通信モジュールの第１筐体に対し着脱自在に構成された第２筐体の側断面図である。図３（ａ）は図２の第１筐体を方向Ａから見た図であり、図３（ｂ）は図２の第２筐体を方向Ｂから見た図であり、図３（ｃ）は図２の第２筐体を方向Ｃから見た図である。図４は図２の回折格子に形成されるアライメントマークを示す平面図である。図５は図２の第１筐体の孔部内面に形成した位置決め用爪受部を示す側面図（ａ）及び第２筐体の外周面に形成した位置決め用爪部を示す側面図（ｂ）である。
【００２８】
図２、図３（ａ）に示すように、第１筐体１４は、第２筐体１６が着脱自在にはまり込むように外壁１４ａに中心軸ｐを中心とした円形状に形成された孔部２１と、孔部２１の外周から円筒状に突き出てその外周面にねじ部２３が形成された円筒状部２２と、孔部２１の周囲の内面１４ｂに第２筐体１６が孔部２１にはまり込んだときに回折レンズ１３を覆うように位置し迷光を除去するための覆い部材２０と、を備える。覆い部材２０は光を吸収するように黒色化処理されている。
【００２９】
図２のように、第２筐体１６は、全体として円筒体状に構成され、その円筒体の中心軸ｐ’を中心にして円柱状に中空部３０が形成され、第１筐体１４側の端面３５ａに設けられた回折レンズ１３の第１固定部３１と、回折レンズ１３と中空部３０を挟んで対向するように端面３６ｂに設けられかつ光ファイバ１の端部２を固定し接続する第２固定部３２と、を備える。
【００３０】
第１固定部３１には回折レンズ１３が入り込み可能なように中空部３０よりも大径の孔部３８が円形状に形成されるとともに孔部３８と中空部３０との間に段差面３９が形成されている。
【００３１】
第２筐体１６の第１固定部３１では、孔部３８から回折レンズ１３がはめ込まれたときに段差面３９に当接し、回折レンズ１３が中心軸ｐ’の延びる方向に位置決められる。
【００３２】
また、図２，図３（ｂ）のように、第２固定部３２は光ファイバ１の端部２を保持するフェルール３がはまり込み可能な円形状の孔部に形成されている。第２固定部３２の孔部の内部側の先端には光ファイバ１の端部２がフェルール３とともに当接する当接部３２ａが形成されており、この当接部３２ａで光ファイバ１の端部２が中心軸ｐ’の延びる方向に位置決めされる。第２固定部３２の当接部３２ａ及び第１固定部３１の段差面３９はともに、各端面３５ａ，３６ｂを基準に機械加工されるので、当接部３２ａと段差面３９との距離の精度がよくなり、光ファイバ１の端部２と回折レンズ１３とを距離精度よく取り付けて固定できる。
【００３３】
また、第２固定部３２の孔部には端面３６ｂでテーパ状にやや大径に導入口３２ｂが形成され、導入口３２ｂで孔部とフェルール３の接着面積を増やし固定し易い構造になっている。
【００３４】
なお、第１固定部３１の孔部３８と第２固定部３２の孔部の各中心軸は、それぞれ第２筐体１６の中心軸ｐ’と一致するように形成される。
【００３５】
また、第２筐体１６の円筒体は、中心軸ｐ’の延びる方向に、第１筐体１４側に位置するやや大径の大径部３５と、光ファイバ１の端部２側に位置するやや小径の小径部３６とを備え、大径部３５が第１筐体１４の円形状の孔部２１にはまり込むようになっている。
【００３６】
第２筐体１６には、大径部３５と小径部３６との段差３６ａに当接するように小径部３６側から固定リング部材３３が挿入可能になっている。固定リング部材３３は大径部３５よりも大径の円筒部３３ａを有し、円筒部３３ａの内面には第１筐体１４の円筒状部２２のねじ部２３と噛合可能なねじ部３４が形成されている。
【００３７】
第１筐体１４の孔部２１に第２筐体１６が大径部３５からはめ込まれてから、固定リング部材３３が第２筐体１６の小径部３６から挿入されて回転させることで、第１筐体１４側のねじ部２３にねじ部３４が噛み合わせて段差３６ａに当接するまでねじ込むことで、第１筐体１４に第２筐体１６を取り付けることができる。また、固定リング部材３３を逆方向に回転させることで固定リング部材３３を取り外してから、第２筐体１６を第１筐体１４から取り外すことができる。このように、第２筐体１６は第１筐体１４に対し固定リング部材３３により簡単に着脱可能になっている。
【００３８】
図４のように、回折レンズ１３は、円形状の回折面１５に図の横方向に直線状に延びるように微細な凹凸構造に形成された複数本の直線状の回折格子１５ａと、回折面１５の外周に回折面１５と同心円状に設けられた外周部３７と、を有する。
【００３９】
回折レンズ１３の外周部３７は、回折面１５と同心円状に形成された円形溝３７ａと、回折面１５の円中心を通り円形状の溝３７ａと交差するように直線状に形成された直線溝３７ｂ、３７ｃと、を有する。回折レンズ１３の円形溝３７ａ及び直線溝３７ｂ、３７ｃは、回折レンズ１３を第１固定部３１に取り付けるときの位置基準となるアライメントマークを構成する。
【００４０】
なお、回折面１５に形成される回折格子１５ａが複数の同心円からなる輪帯状に形成される場合は、直線溝３７ｂ、３７ｃを省略してもよい。
【００４１】
図２，図３（ｃ）のように、第２筐体１６の第１固定部３１の段差面３９には、円形状に突き出て形成された円形突起３１ａ及び直線状に突き出て形成された直線突起３１ｂ、３１ｃが設けられている。第１固定部３１の段差面３９の円形突起３１ａ及び直線突起３１ｂ、３１ｃは、図４に示す回折レンズ１３の外周部３７の円形溝３７ａ及び直線溝３７ｂ、３７ｃに対応してはまり込むように構成されており、これらの回折レンズ１３のアライメントマークと嵌合するアライメント部を構成する。
【００４２】
回折レンズ１３はアライメントマークを基準にして第２筐体１６の第１固定部３１のアライメント部に取り付けられるので、第２筐体１６に精度良く取り付けることができる。また、嵌合構造としたので、熱膨張や物理的影響で軸やアライメントがずれるおそれが殆どなく、好ましい。
【００４３】
また、回折レンズ１３のアライメントマークのための円形溝３７ａ及び直線溝３７ｂ、３７ｃは、深さ４乃至２０μｍ程度、幅１０乃至５００μｍ程度が好ましく、後述のように電子ビーム描画及びドライエッチングで形成できる。第１固定部３１の円形突起３１ａ及び直線突起３１ｂ、３１ｃのアライメント部は、上述のアライメントマークの寸法に対応して両者が嵌合できるような寸法に設定される。
【００４４】
なお、回折レンズ１３の外周部３７に設けるアライメントマークを凸状に形成し、第１固定部３１の段差面３９に設けるアライメント部を溝状に形成してもよい。
【００４５】
図３（ｂ），図５（ｃ）のように、第２筐体１６の大径部３５の外周面に、外周面から突き出て図２の中心軸ｐ’の延びる方向に延在するように細長の位置決め用爪部４２，４３が中心軸ｐ’を中心とする円の直径方向の２箇所に形成されている。また、図３（ａ），図５（ａ）のように、第１筐体１４の孔部２１の内面に、第２筐体１６の爪部４２，４３がはまり込み可能なように切り欠き状の位置決め用爪受部４０，４１が２箇所に形成されている。
【００４６】
図５（ａ）、（ｂ）のように、第２筐体１６を大径部３５から第１筐体１４の孔部２１にはめ込むとき、位置決め用爪部４２，４３を位置決め用爪受部４０，４１に合わせてはめ込むので、第２筐体１６を第１筐体１４に対し図３の周方向に位置決めして取り付けることができる。
【００４７】
上述の第１筐体１４の円形状の孔部２１の周面２１ａは、調芯のために正確な円形になるように精度よく機械加工され、外壁１４ａの直線性も正確に機械加工される。また、第１筐体１４には図１の発光素子１１と受光素子１２とが孔部２１の中心軸ｐに対し正確に位置決められているので、精度よく取り付けられる。
【００４８】
ここで、第１筐体１４における発光素子１１と受光素子１２のアライメントについて図７を参照して説明する。図７は図２の光通信モジュールの第１筐体１４及び第２筐体１６を図１の紙面上方から見た図（ａ）及び第１筐体１４内の発光素子１１と受光素子１２の部分を拡大して示す図（ｂ）である。
【００４９】
図７（ａ）、（ｂ）のように、第１筐体１４の中心軸ｐは、光の０次光信号の進行線に一致する。そのため、受信光信号を０次光で受ける場合は、中心軸ｐ上にフォトダイオードなどの受光素子１２を設置すればよい。また、０次光で送信する場合は、レーザダイオードなどの発光素子１１を中心軸ｐ上に設置すればよい。
【００５０】
また、中心軸（０次光位置）を基準とすると、回折レンズ１３の回折格子１５ａの特性から±１，２，３，・・・次回折光位置が一位に決まるので、使用する回折光位置に受光素子１２または発光素子１１を設置することで、第１筐体１４における受光素子１２・発光素子１１の受信・送信位置と、第２筐体１６の光ファイバ１の端部２の位置とのアライメントを容易に行うことができる。
【００５１】
また、第２筐体１６の大径部３５及び小径部３６の各外周面及びそれらの各端面３５ａ、３６ｂは中心軸ｐ’を基準にして切削等による機械加工で精度よく形成される。そして、第１固定部３１の孔部３８の位置・直径、端面３５ａから段差面３９までの距離及び第２固定部３２の孔部の位置・直径、端面３６ｂから当接部３２ａまでの距離は、第２筐体１６の大径部３５及び小径部３６の各外周面及び各端面３５ａ、３６ｂを基準にして切削等による機械加工で精度よく形成される。同様に、第１固定部３１の段差面３９の円形突起３１ａ及び直線突起３１ｂ、３１ｃも機械加工で精度よく形成される。
【００５２】
次に、図２，図４に示すアライメントマークを有する回折レンズの作製法について図６を参照して説明する。図６は回折レンズを電子ビーム描画法により作製する手順（ａ）乃至（ｆ）を説明するための図である。なお、電子ビーム描画法とは、本発明者等が、例えば、先に特願２００２−２４９６１４で提案したように、回折レンズのような光学素子等の面上に所望の描画パターンを電子ビームによる３次元描画でサブミクロンオーダーの高精度で形成できるものである。
【００５３】
まず、図６（ａ）のように、母型となる円柱状の樹脂材料からなる基材８０について基材８０の外径８１を基準として外周面８０ａを切削加工し、誤差０．５μｍ以下の精度で中心だしを行う。次に、図６（ｂ）のように、切削加工でレンズ形状となる凸型曲面８２（または凹型曲面）を加工する。
【００５４】
次に、図６（ｃ）のように、切削加工で外周面８０ａを基準として同心円線８３を加工してから、図６（ｄ）のように、同心円線８３を基準として凸型曲面８２の中心を合わせ、電子ビーム描画によって回折格子パターンをレジスト上に形成する。必要に応じてＸ−Ｙ軸を決めるためのマークを加工する。この場合、レジスト厚さは例えば２μｍ程度である。
【００５５】
図６（ｅ）のように、更に、同心円線８３を基準として、回折レンズを第２筐体１６に精度良く取り付けるためのアライメントマーク（図４の円形溝３７ａ及び直線溝３７ｂ，３７ｃ）のための溝８４を電子ビームによって描画する。溝８４は回折パターンに極近い径（レンズ外形の内側）に形成される。
【００５６】
上述のようにして作製された基材８０には、図６（ｆ）の平面図のように、凸型曲面８２に回折パターンが形成され、その外周部（図４の外周部３７に対応する）に円形状及び直線状の溝８４が形成され、更にその外周に破線で示すように回折レンズ１３の最外周に対応する最外周部８５が形成されている。なお、溝８４は例えば、幅１０μｍ、深さ８μｍ程度に形成される。
【００５７】
次に、プラズマシャワー等によるドライエッチングで、電子ビーム描画により形成されたレジストの回折格子パターン及びアライメントマーク用の溝８４をマスクとして基材８０を加工する。このドライエッチングにより、基材８０上に回折格子パターン及びアライメントマーク用の溝が転写される。この転写の際に、回折パターンは深さ方向に１〜６倍程度に拡大され、アライメントマーク用の溝の深さは８μｍ以上にされる。
【００５８】
次に、ドライエッチングで成形した基材を母材として、電鋳金型を作製し、その金型により回折レンズの成形を行うことで、図２，図４の回折レンズ１３を得る。なお、基材を直接、母型金型として回折レンズを押圧成形するようにしてもよい。
【００５９】
次に、図２乃至図５の光通信モジュール１０に関し第２筐体１６を組み立て第１筐体１４に第２筐体１６を取り付けて固定する手順について説明する。
【００６０】
まず、第２筐体１６の第２固定部３２の孔部に光ファイバ１をフェルール３から挿入し、端部２が当接部３２ａに当接するまで差し込む。第２固定部３２の孔部が精度よく加工されているので、光ファイバ１と第２筐体１６とが正確に調芯されて固定できる。
【００６１】
一方、回折レンズ１３を回折面１５が光ファイバ１の端部２と対向するように第１固定部３１の孔部３８に差し込み、回折レンズ１３の外周部３７が段差面３９に当接するようにはめ込む。この嵌め込みのとき、回折レンズ１３を第２筐体１６に対しそのアライメントマークの円形溝３７ａ及び直線溝３７ｂ，３７ｃが第２筐体１６側のアライメント部である円形突起３１ａ及び直線突起３１ｂ、３１ｃと嵌合するように位置決めるので、回折レンズ１３を第２筐体１６において中心軸ｐ’及び周方向に容易かつ正確に位置決めでき、調芯精度がよくかつ図４の直線状の回折格子１５ａを周方向に精度よく位置合わせできる。
【００６２】
また、第１筐体１４の第１固定部３１の孔部３８及び第２筐体１６の第２固定部３２の孔部は、正確な真円度・側面直線性を機械加工で達成しているので、光ファイバ１の中心軸と回折レンズ１３の中心軸とを、例えば０．５μｍ以内の高精度で一致させることができ、両者を正確に調芯できる。
【００６３】
なお、光ファイバ１及び回折レンズ１３は、例えば接着剤で第２筐体１６の各固定部３１，３２に固定されるが、この接着剤が満遍なく行き渡るように、各固定部３１，３２の側面には空気抜き用の孔を形成しておくことが望ましい。
【００６４】
次に、第１筐体１４の孔部２１に第２筐体１６を大径部３５からはめ込んでから、固定リング部材３３を回転させてねじ部３４と第１筐体１４側のねじ部２３とを噛み合わせてねじ込み、段差３６ａに当接させることで、第１筐体１４に第２筐体１６を取り付けることができるので、第１筐体１４と第２筐体１６とを簡単に組み立てることができる。
【００６５】
この組み立てのとき、第１筐体の孔部２１の周面２１ａ及び第２筐体１６の大径部３５はともに精度よく機械加工されているので、両者の中心軸ｐとｐ’とは精度よく一致する。また、第２筐体１６の位置決め用爪部４２，４３を第１筐体１４の位置決め用爪受部４０，４１に合わせてはめ込むので、第２筐体１６を第１筐体１４に対し図３の周方向に正確に位置決めできる。回折レンズ１３は第２筐体１６に対し直線状の回折格子１５ａが周方向に精度よく位置合わせされているので、第１筐体１４に対し正確に位置合わせできる。
【００６６】
以上のようにして、第２筐体１６を組み立てから、第１筐体１４に第２筐体１６を取り付けて固定でき、第２筐体１６において回折レンズ１３及び光ファイバ１の端部を精度よく正確に調芯でき、その間隔の精度がよく、また、第１筐体１４において発光素子１１と受光素子１２とを孔部２１に対し精度よく取り付けることができるとともに、第１筐体１４に第２筐体１６を精度よく取り付けることができるので、光ファイバ１の端部２に対し発光素子１１と受光素子１２とを精度よくアライメントすることができ、光通信モジュール１０を精度よくかつ簡単に組み立てることが可能となる。
【００６７】
従来まで空間系の光通信モジュールでは、回折レンズ等の各光学部品の位置合わせ（アライメント）が困難であり、人手によりアライメント位置を合わせていたため大きな組み立てコストがかかっていたのに対し、本実施の形態の光通信モジュール１０によれば、第２筐体１６において回折レンズ１３と光ファイバ１の端部２とを一体型に構成し、中心軸方向距離及び調芯に関するアライメントを容易に行うことができる構造としたことで、組み立てが容易となるので、組み立てコストを低減できる。特に、光ファイバ１の端部２と回折レンズ１３の中心軸方向の精度は、サブミクロンオーダで制御されており、第２筐体１６の機械加工精度で一位に光ファイバ１の端部２と回折レンズ１３の位置が決まるため、アライメントが容易でかつ精度の高い光通信モジュールを構成できる。
【００６８】
以上のように本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で更に各種の変形が可能である。例えば、第２筐体１６において、より十分な気密性を必要とする場合には、第１の固定部３１，第２の固定部３２を溶接などで固定する構造としてもよい。また、回折レンズ１３は図２の第１筐体１４側の面を回折面としてもよく、両面を回折面にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本実施の形態の光通信モジュールの基本的構成を概略的に示す側面図である。
【図２】図１の光通信モジュールの具体的構成を示す図であって、図１の第１筐体に対し着脱自在に構成された第２筐体の側断面図である。
【図３】図３（ａ）は図２の第１筐体を方向Ａから見た図であり、図３（ｂ）は図２の第２筐体を方向Ｂから見た図であり、図３（ｃ）は図２の第２筐体を方向Ｃから見た図である。
【図４】図２の回折格子に形成されるアライメントマークを示す平面図である。
【図５】図２の第１筐体の孔部内面に形成した位置決め用爪受部を示す側面図（ａ）及び第２筐体の外周面に形成した位置決め用爪部を示す側面図（ｂ）である。
【図６】図２，図４の回折レンズを電子ビーム描画法により作製する手順（ａ）乃至（ｆ）を説明するための図である。
【図７】図２の光通信モジュールの第１筐体１４及び第２筐体１６を図１の紙面上方から見た図（ａ）及び第１筐体１４内の発光素子１１と受光素子１２の部分を拡大して示す図（ｂ）である。
【符号の説明】
【００７０】
１ 光ファイバ
２ 端部（端末）
３ フェルール
１０ 光通信モジュール
１１ 発光素子
１２ 受光素子
１３ 回折レンズ
１４ 第１筐体
１４ａ 外壁
１４ｂ 内面
１５ 回折面
１５ａ 回折格子
１６ 第２筐体
２１ 孔部（取付部）
２１ａ 周面
２２ 円筒状部
２３ ねじ部
３０ 中空部
３１ 第１固定部
３１ａ 円形突起（アライメント部）
３１ｂ 直線突起（アライメント部）
３２ 第２固定部
３２ａ 当接部
３２ｂ 導入口
３３ 固定リング部材
３３ａ 円筒部
３４ ねじ部
３５ 大径部（外周部）
３５ａ 端面
３６ 小径部
３６ａ 段差
３６ｂ 端面
３７ 回折レンズの外周部
３７ａ 円形溝（アライメントマーク）
３７ｂ，３７ｃ 直線溝（アライメントマーク）
３８ 孔部
３９ 段差面
４０，４１ 位置決め用用爪受部（位置決め部）
４２，４３ 位置決め用爪部（位置決め部）
８０ 基材
８０ａ 外周面
８１ 外径
８２ 凸型曲面
８３ 同心円線
８４ 溝
８５ 最外周部
ｐ 中心軸
ｐ’中心軸
【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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