(57)【要約】【課題】  小型化及び低価格化が可能で、光ファイバに入射する光ビームの角度ずれを補正することが可能な光送受信モジュールを提供することを目的とする。【解決手段】  光送受信モジュール６は、筐体１８内に、光アイソレータ付きフェルールを備えている。光アイソレータ付きフェルールは、端面が光ファイバ７の光軸に対して所定の角度をなして傾斜しているフェルール２と、フェルール２の端面に接着されている光フィルタ３と、光フィルタ３に接着され、接着面の反対の面４ａが光軸に対して所定の角度をなして傾斜している光フィルタ基板４と、面４ａに接着されている光アイソレータ素子５とからなる。発光素子９から出射した光ビームは、光アイソレータ５素子及び光フィルタ基板４を透過して光ファイバ７に入射する。このとき、面４ａの角度を調整することにより、光ファイバ７に入射する光ビームの角度ずれを補正する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバが挿入されたフェルールと、
該フェルールの先端に設置された光アイソレータ素子と、
前記フェルールと前記光アイソレータ素子との間にあって、前記光ファイバから出射された光の少なくとも一部を反射する反射手段と、
を有することを特徴とする光アイソレータ付きフェルール。
【請求項２】
前記フェルールは透光性を有することを特徴とする請求項１に記載の光アイソレータ付きフェルール。
【請求項３】
前記フェルールと前記光アイソレータ素子との間に、楔形状の透光性部材が設置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の光アイソレータ付きフェルール。
【請求項４】
前記反射手段は、前記フェルールと前記楔形状の透光性部材との間に設置されていることを特徴とする請求項３に記載の光アイソレータ付きフェルール。
【請求項５】
前記反射手段は、前記フェルールの端面に設置されていることを特徴とする請求項４に記載の光アイソレータ付きフェルール。
【請求項６】
前記光ファイバの先端部のモードフィールド径が拡大されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の光アイソレータ付きフェルール。
【請求項７】
前記光ファイバは、先端に屈折率分布型光ファイバが設置されていることを特徴とする請求項６に記載の光アイソレータ付きフェルール。
【請求項８】
屈折率を調整するためのドーパントを熱拡散させることにより、前記光ファイバの先端部のモードフィールド径を拡大させることを特徴とする請求項６に記載の光アイソレータ付きフェルール。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の光アイソレータ付きフェルールが挿入され固定されている筐体を有し、該筐体内に、
前記光アイソレータ付きフェルールに設けられた反射手段によって反射された光を受光する受光素子と、
前記光アイソレータ付きフェルールに設けられたに光アイソレータ素子に光を入射させる発光素子と、
を有することを特徴とする光送受信モジュール。
【請求項１０】
前記光アイソレータ付きフェルールと前記受光素子との間に、所定の波長を有する光を透過、反射又は低反射させる手段が設置されていることを特徴とする請求項９に記載の光送受信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信に用いられる光ファイバ用のフェルール及び光送受信モジュールに関し、特に、光アイソレータ付きフェルール及びそれを備えた光送受信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ  ｔｏ  ｔｈｅ  ｈｏｍｅ）に代表される加入者系通信システムとして、１本の光ファイバを用いて二波長で双方向通信を行なう波長多重方式（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）や、時間分割多重（ＴＤＭ：Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）が使用されている。
【０００３】
この様な１本の光ファイバで双方向通信を行なう構成として、半導体レーザ等からなる光送信用の発光素子と、受信用の受光素子と、光フィルタ等の波長合分波カプラ部とが光ファイバと一体化された光送受信モジュールが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
特許文献１に係る光送受信モジュールは、加入者系（アクセス系）のネットワークに用いられており、情報の伝送速度は、数Ｍｂｐｓ〜数百Ｍｂｐｓである。しかし、光ネットワークの更なる高速化及び経済化の流れから、加入者系（アクセス系）ネットワークにおいても、伝送速度が数Ｇｂｐｓを超えるとともに、安価な光送受信モジュールの要求が高まってきた。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に係る光送受信モジュールでは、光送受信モジュールを構成する光学系からの半導体レーザへの反射戻り光の影響により、半導体レーザの発振が不安定となってしまう場合がある。その結果、伝送速度の高速化が困難となってきた。そこで、高速通信で用いられる光アイソレータを備えた光送受信モジュールの使用が考えられてきた。
【０００６】
しかしながら、光アイソレータを使用する場合、光送受信モジュール内に光アイソレータを配置するための空間が必要となる。従来においては、発光素子（ＬＤ）と光ファイバとの間に１つのレンズを配置して、発光素子から出射した光を効率良く光ファイバ端面に結合していた。このような１レンズ系に光アイソレータを組み込む場合、光ファイバからレンズ間、又は、レンズから発光素子間に光アイソレータを配置する必要があるが、収差の影響などにより、レンズ端面からビームウエストまでの距離を充分得ることが困難である。この様な問題を解決するため、図５に示す様に２つのレンズを配置することにより、レンズ間に光アイソレータを配置する十分な空間を設けていた。
【０００７】
図５に示す光送受信モジュールについてもう少し細かく説明すると、筐体１８に、光ファイバ７を固定するフェルール２と、先端部がフェルール２の内部に固定されている光ファイバ７と、レンズ１２が一体と成った発光素子９と、光フィルタ３と、レンズ１６が一体となった受光素子１３と、光アイソレータ５と、光ファイバ端に配置されたレンズ１９とが設けられている。そして、発光素子９から光ファイバ７に向けて順に、レンズ１２、光アイソレータ５、光フィルタ３、レンズ１９が配置されている。
【０００８】
発光素子９は、半導体レーザ１０が収容されているＬＤパッケージからなり、受光素子１３は、ＰＤ（Ｐｈｏｔｏ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）チップ１４が収容されているＰＤパッケージからなる。更に、ＬＤパッケージには、発光素子用の集光レンズ１２が設けられ、ＰＤパッケージには、受光素子用の集光レンズ１６が設けられている。
【０００９】
光フィルタ３は、誘電体多層膜からなり、所定の波長を有する光ビームを透過又は反射させる。
【００１０】
この構成により、発光素子９から出射した光は、レンズ１２により収束光又は平行光とされ、光アイソレータ５と光フィルタ３を透過する。そして、レンズ１９により光ファイバ７に集光され、光ファイバ７に入射する。また、光ファイバ７から出射した光は、光フィルタ３で反射され、レンズ１６により集光され、受光素子１３に入射する。
【００１１】
このように、２レンズ系を用いた、従来技術の組み合わせにより、光送受信モジュールは、光ファイバ７と発光素子９との間に２つのレンズ（レンズ１２とレンズ１９）を配置してその間に光アイソレータ５を配置することにより、半導体レーザへの反射戻り光を防ぐことができる。
【００１２】
【特許文献１】特開平６−１３８３４７号公報（段落［００１４］、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、２レンズ系を用いてレンズ間距離を長くする構成では、光送受信モジュール自体が大型になってしまう問題があった。更に、２レンズ系において、レンズ間距離を長くする為にはレンズにより変換するスポットサイズを大きくする必要がある為、２レンズ間のビーム径は比較的大きなものとなる。従って、比較的大きなアパーチャーを有する光アイソレータを用いる必要があるため、光アイソレータ素子面積が大きくなり、光送受信モジュールが高価となってしまう。
【００１４】
本発明は、上記の問題を解決するものであり、光フィルタと、光アイソレータ素子と、フェルールとを一体化することにより、小型化及び低価格化が可能な光送受信モジュールを提供することを目的とする。
【００１５】
一方、光ファイバに効率良く光を結合する為には、光の位置、スポットサイズ、入射角度を合わせることが好ましい。発光素子から出射して、光学素子により屈折して、光ファイバに入射する角度が、光ファイバの最適な入射角に対してずれていると、その部分での結合損失が大きくなってしまう。つまり、屈折率が異なる領域が光軸に対して傾いていると、通過する光が屈折を起こす。発光素子から出射した光が、フェルールに一体化された光学素子を通過して光ファイバに入射するまでの間に、光の角度ずれが生じてしまう問題がある。そこで、光ファイバの中心軸に対して、光アイソレータ素子等の光学素子の角度を変えることにより角度ずれを補正し、結合損失が小さい光送受信モジュール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】
【００１６】
請求項１記載の発明は、光ファイバが挿入されたフェルールと、該フェルールの先端に設置された光アイソレータ素子と、前記フェルールと前記光アイソレータ素子との間にあって、前記光ファイバから出射された光の少なくとも一部を反射する反射手段と、を有することを特徴とする光アイソレータ付きフェルールである。
【００１７】
係る光アイソレータ付きフェルールによると、光アイソレータ付きフェルールの外から光アイソレータ素子に入射した光は、それぞれ異なる屈折率を有する光アイソレータ素子及び反射手段を透過し、フェルール内に挿入された光ファイバに入射する。一方、フェルール内に挿入された光ファイバから出射された光は、反射手段により反射される。
【００１８】
また、反射手段及び光アイソレータ素子がフェルールに一体的に設置されているため、光送受信モジュールに用いると、光送受信モジュールの小型化及び低価格化が可能となる。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光アイソレータ付きフェルールであって、前記フェルールは透光性を有することを特徴とするものである。
【００２０】
係る光アイソレータ付きフェルールによると、光ファイバ内を伝播してきた光はフェルールの端面から出射し、反射手段によって反射される。反射光は、フェルールを透過し、フェルールの外部に出射されることとなる。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２のいずれかに記載の光アイソレータ付きフェルールであって、前記フェルールと前記光アイソレータ素子との間に、楔形状の透光性部材が設置されていることを特徴とするものである。
【００２２】
係る光アイソレータ付きフェルールによると、フェルールと光アイソレータ素子との間に、楔形状の透光性部材を設けることにより、光アイソレータ素子とフェルール端面との相対角度を調整する。フェールの外から光アイソレータ素子に入射した光は、それぞれ異なる屈折率を有する光アイソレータ素子及び反射手段を透過することで、屈折を繰り返し、フェルール内に挿入されている光ファイバに入射する。このとき、楔形状の透光性部材により、光アイソレータ素子とフェルール端面との相対角度を変えて、光アイソレータ、透光性部材及び反射手段を透過する際の角度を修正する。このように、相対角度を調整することにより、光ファイバに入射する際の角度ずれを補正する。
【００２３】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の光アイソレータ付きフェルールであって、前記反射手段は、前記フェルールと前記楔形状の透光性部材との間に設置されていることを特徴とするものである。
【００２４】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の光アイソレータ付きフェルールであって、前記反射手段は、前記フェルールの端面に設置されていることを特徴とするものである。
【００２５】
係る光アイソレータ付きフェルールであって、シングルモード光ファイバを使用する場合、光ファイバから出射される光のビームウエストの位置は、フェルールの端面となるため、その位置に反射手段を設けることで、反射手段を小型化することが可能となる。つまり、スポットサイズが小さくなる位置に反射手段を設置することにより、スポットサイズの大きさに応じて反射手段を小さくすることができる。
【００２６】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の光アイソレータ付きフェルールであって、前記光ファイバの先端部のモードフィールド径が拡大されていることを特徴とするものである。
【００２７】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の光アイソレータ付きフェルールであって、前記光ファイバは、先端に屈折率分布型光ファイバが設置されていることを特徴とするものである。
【００２８】
請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の光アイソレータ付きフェルールであって、屈折率を調整するためのドーパントを熱拡散させることにより、前記光ファイバの先端部のモードフィールド径を拡大させることを特徴とするものである。
【００２９】
請求項９に記載の発明は、請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の光アイソレータ付きフェルールが挿入され固定されている筐体を有し、該筐体内に、前記光アイソレータ付きフェルールに設けられた反射手段によって反射された光を受光する受光素子と、前記光アイソレータ付きフェルールに設けられたに光アイソレータ素子に光を入射させる発光素子と、を有することを特徴とする光送受信モジュールである。
【００３０】
係る光送受信モジュールによると、発光素子から出射された光は、それぞれ異なる屈折率を有する光アイソレータ素子及び反射手段を透過し、フェルール内に挿入された光ファイバに入射する。このとき、楔形状の透光性部材を設けることにより、光アイソレータ素子とフェルール端面との相対角度を調整し、光ファイバに入射する際の角度ずれを補正する。一方、フェルール内に挿入された光ファイバから出射された光は、反射手段により反射され、フェルールの外に出射され、受光素子によって反射光を受光する。
【００３１】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の光送受信モジュールであって、前記光アイソレータ付きフェルールと前記受光素子との間に、所定の波長を有する光を透過、反射又は低反射させる手段が設置されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３２】
請求項１に記載の光ファイバ用フェルールによれば、反射手段及び光アイソレータ素子をフェルールに一体的に設置することにより、光送受信モジュールに用いたときに、光送受信モジュールの小型化及び低価格化が可能となる。
【００３３】
また、請求項２に記載の光ファイバ用フェルールによれば、フェルールに挿入された光ファイバから出射された光を、反射手段によりフェルールの外に反射させて、外部に設置した受光素子により反射光を受光することが可能となる。
【００３４】
更に、請求項３に記載の光アイソレータ付きフェルールによれば、フェルールの端面と楔形状部材との相対角度を調整することにより、光ファイバに入射する光の角度ずれを補正することが可能となる。
【００３５】
また、請求項５に記載の光アイソレータ付きフェルールによれば、フェルールの端面に反射手段を設置することにより、反射手段を小型化することが可能となる。また、反射手段として誘電体多層膜からなる波長フィルタ等を用いた場合は、入射角度依存性による特性劣化を低減できる。
【００３６】
更に、請求項６乃至請求項８に記載の光アイソレータ付きフェルールによれば、光ファイバに入射する光の、光軸の位置ずれ量のトレランス（許容量）を大きくすることができる。また、レンズ系の設計の自由度が向上し、結合効率を向上させることができ、高性能な光送受信モジュールを安定して供給することが可能となる。
【００３７】
また、請求項９に記載の光送受信モジュールによれば、光アイソレータ付きフェルールと、発光素子（ＬＤ）と、受光素子（ＰＤ）とを所定の角度で配置することが出来る筐体に挿入することで、それぞれの角度調整が不要となる。
【００３８】
また、発光素子から出射した光は、１レンズ系による収束光が光学素子を通過するので、光ビームの径は大きくならない。その結果、小さい光学素子を使用することができ、光送受信モジュールの低価格化及び小型化が可能となる。
【００３９】
また、請求項１０に記載の光送受信モジュールによれば、フェルールと受光素子との間に所定の波長の光を透過、反射又は低反射させる手段を設置することにより、上記の効果に加え、光結合損失、光散乱及び光クロストークの影響を小さくすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本願発明の実施形態に係る光アイソレータ付きフェルール及び光送受信モジュールについて、図１乃至図４を参照しつつ説明する。
【００４１】
まず、本願発明の実施形態に係る光アイソレータ付きフェルールの構成について図１を参照しつつ説明する。図１は、本願発明の実施形態に係る光アイソレータ付きフェルールの断面図である。同図に示すように、本実施形態に係る光アイソレータ付きフェルール１は、光ファイバを固定するフェルール２と、光フィルタ３と、光フィルタ基板４と、光アイソレータ素子５とからなる。尚、光フィルタ３が本願発明の「反射手段」に相当し、光フィルタ基板４が「楔形状の透光性部材」に相当する。
【００４２】
フェルール２には、材質がホウケイ酸ガラスで、光を透過するガラスフェルールを用いている。フェルール２は円筒状の形状を有し、その内部に光ファイバを挿入する挿入孔２ａが形成されている。この挿入孔２ａはフェルール２の中心軸と平行になっている。尚、フェルール２の端面は、中心軸に対して所定の角度をなして斜めに傾斜している。
【００４３】
また、フェルール２の端面には、光フィルタ３が成膜されたガラスからなる光フィルタ基板４が、光フィルタ３がフェルール２の端面と接するように、接着されている。従って、フェルール２と光フィルタ基板４との間に光フィルタ３が配置されていることとなる。尚、光フィルタ３が成膜された光フィルタ基板４は、接着材にてフェルール２に接着されている。
【００４４】
光フィルタ基板４の光フィルタ３が成膜されている面の反対の面４ａは、フェルール２の中心軸に対して所定の角度（図１では、中心軸に直交する軸からの角度θとして図示している）をなして、フェルール２の端面と同じ方向に傾斜している。
【００４５】
光フィルタ３は、誘電体多層膜からなり、例えば、１２８０ｎｍ〜１４００ｎｍの波長を有する光を透過させ、１４７０〜１６２０ｎｍの波長を有する光を反射させる特性を有する。
【００４６】
更に、光フィルタ基板４の面４ａには、光アイソレータ素子５が接着されている。この光アイソレータ素子５は、ファラデー回転子５ａと、ファラデー回転子５ａの両側に設置された偏光子５ｂ、５ｃとからなる。尚、偏光子５ｂが光フィルタ基板４の面４ａと接着している。
【００４７】
更に、偏光子５ｂは、ファラデー回転子５ａと接する面が、角度θをなして面４ａと同じ方向に傾斜している。また、偏光子５ｃは、ファラデー回転子５ａと接する面及びその面の反対の面の両面が、角度θをなして面４ａと同じ方向に傾斜している。従って、ファラデー回転子５ａは、偏光子５ｂ及び偏光子５ｃと接する面の両面が、角度θをなして傾斜している。
【００４８】
また、例えば、ファラデー回転子５ａの回転角を４５度とし、偏光方向を互いに４５度傾けた偏光子５ｂ、５ｃでファラデー回転子５ａを挟むことにより光アイソレータ素子５を構成している。
【００４９】
以上のように、本実施形態に係る光アイソレータ付きフェルール１は、フェルール２と、光フィルタ３と、光フィルタ基板４と、光アイソレータ素子５とが一体化されている。従って、個々の光部品を支持構成する為に、各素子を支持する部材が必要であった従来の光送受信モジュールと比べ、小型化及び低価格化が可能となる。
【００５０】
尚、光フィルタ３は、光フィルタ基板４の面４ａに成膜されていても構わない。その場合は、光フィルタ基板４と光アイソレータ素子５との間に光フィルタ３が設置されることとなる。また、誘電体多層膜からなる光フィルタ３の代わりに、光を分岐するミラーであっても構わない。更に、光アイソレータ素子５は、ファラデー回転子、複屈折性素子、１／２波長板等で構成した、偏波無依存型光アイソレータ素子等であっても構わない。
【００５１】
次に、本実施形態に係る光アイソレータ付きフェルールを備えた光送受信モジュールの構成について、図２を参照しつつ説明する。図２は、本願発明の実施形態に係る光送受信モジュールの断面図である。
【００５２】
同図に示すように、本願発明の実施形態に係る光送受信モジュール６は、筐体１８に、上述した光アイソレータ付きフェルール１と、先端部がフェルール２の内部に固定され、端面が中心軸に対して所定の角度で傾斜している光ファイバ７と、光ファイバ７に光信号を出力する発光素子９と、光ファイバ７からの光信号が入力する受光素子１３とが設けられている。更に、光アイソレータ素子５のファラデー回転子５ａを一定の方向に磁化する磁石８が、ファラデー回転子５ａの周辺に設けられている。
【００５３】
筐体１８には、一方に光アイソレータ付きフェルール１を接続するスライドリング１９が形成され、他方に発光素子９を接続するための発光素子用開口部が形成されている。更に、側面には、受光素子１３を接続するための受光素子用開口部が形成されている。また、スライドリング１９の内径は、フェルール２と嵌合して固定できるように、フェルール２の外径とほぼ同じ大きさを有している。
【００５４】
光ファイバ７には、クラッド径が１２５［μｍ］で、モードフィールド径が約９［μｍ］の石英系のシングルモード光ファイバが用いられている。尚、シングルモード光ファイバの先端に屈折率分布型光ファイバ（ＧＩファイバ）を設けてもよい。また、先端部のモードフィールド径が拡大された光ファイバを用いてもよい。光ファイバに熱を加えて、コア内に存在するＧｅ等のドーパントをクラッド内に拡散させることにより、モードフィールド径を拡大させることができる。
【００５５】
発光素子９は、出力波長が例えば１３１０［ｎｍ］の半導体レーザ１０と、半導体レーザ１０から出射する光ビームの出力を検知するモニター受光素子１１とが収容されたＬＤパッケージからなる。ＬＤパッケージには、発光素子用の集光レンズ１２が設けられている。
【００５６】
受光素子１３は、ＰＤチップ１４とプリアンプ１５とが収容されたＰＤパッケージからなる。ＰＤパッケージには、受光素子用の集光レンズ１６が設けられている。
【００５７】
更に、フェルール２は、受光素子１３に面する側面に、カットフィルタ１７が設置されている。このカットフィルタ１７は、光ファイバ７から受光素子１３に入射する光ビームのうち、余分な信号を除去する機能を有する。また、カットフィルタ１７の代わりにＡＲコートが成膜されたガラス基板を用いてもよい。このカットフィルタ１７又はＡＲコートが成膜されたガラス基板の先端に上述した磁石８を設けることもできる。尚、このカットフィルタ１７やＡＲコート付きガラス基板は設置されていなくても構わない。
【００５８】
ここで、カットフィルタ１７又はＡＲコート付きガラス基板の設置について、図３を参照しつつ説明する。図３は、光アイソレータ付きフェルール１を発光素子９側から見た断面図である。
【００５９】
図３（ａ）は、円筒状のフェルール２の側面に沿ってカットフィルタ１７を設置した場合の断面図である。これに対して、図３（ｂ）は、フェルール２に嵌る溝が形成された透光性の基板１７ａを、フェルール２の側面に嵌めて、基板１７ａの平坦な面にカットフィルタ１７を設置した場合の断面図である。更に、図３（ｃ）は、フェルール２の断面形状を矩形状とし、平坦な面にカットフィルタ１７を設置した場合の断面図である。図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、カットフィルタ１７を設置する場所を平面にすると、カットフィルタ１７やＡＲコート付きガラス基板等を設けやすくなる。
【００６０】
尚、本実施形態においては、筐体１８内に光アイソレータ付きフェルール１と、発光素子９と、受光素子１３とを設けたが、例えば、Ｓｉ基板上に光アイソレータ付きフェルール１等を設置して光送受信モジュールを形成してもよい。
【００６１】
（作用及び効果）
以上のような構成を有する光送受信モジュール６によると、以下のような好適な作用及び効果を奏することが可能となる。
【００６２】
光ファイバ７から出射した光の波長が例えば１５５０［ｎｍ］のとき、その光はフェルール２の端面に設置されている光フィルタ３によって反射される。フェルール２の端面は、フェルール２の中心軸（光ファイバ７の中心軸）に対して所定の角度をなして傾斜しているため、光フィルタ３で反射された反射光は、光ファイバ７の中心軸に対して斜めの方向に反射される。フェルール２は透明なガラスでできているため、光フィルタ３で反射された光はフェルール２を透過し、受光素子１３に入射する。また、フェルール２の端面の角度を約４５度にすると、光フィルタ３で反射された反射光は中心軸に対して約９０度の方向に反射されることとなり、受光素子１３に垂直に入射させることが可能となる。
【００６３】
尚、フェルール２の側面にカットフィルタ１７を設けた場合は、反射光はそのカットフィルタ１７を透過した後、受光素子１３に入射する。このカットフィルタ１７を設けることにより、光結合損失、光散乱及び光クロストークの影響を小さくすることが可能となる。また、カットフィルタの代わりにＡＲコート付きガラス基板を設けた場合においても、反射に伴う損失、散乱を抑制する効果を奏する。
【００６４】
一方、発光素子９を出射した波長１３１０［ｎｍ］の光は、光アイソレータ素子５の偏光子５ｃに入射し、ある方向に軸を持った直線偏光となり、ファラデー回転子５ａに入射する。ファラデー回転子５ａの回転角は４５度であるため、ファラデー回転子５ａを透過すると軸が４５度傾いた直線偏光となる。そして、偏光子５ｃに対して偏光方向が４５度傾いた偏光子５ｂに入射する。ファラデー回転子５ａによって直線偏光は４５度傾いているため、光は偏光子５ｂを透過する。
【００６５】
そして、光アイソレータ素子５を透過した光は、更に光フィルタ基板４及び光フィルタ３を透過し、フェルール２内の光ファイバ７に入射する。光フィルタ３や光フィルタ基板４等の光学素子や、送受信モジュールに光ファイバを介して接続された他の部品等から発光素子に戻る反射光は、光アイソレータ５の偏光子５ｂに入射する。偏光子５ｂを透過した直線偏光の反射光は、ファラデー回転子５ａを透過すると更に軸が４５度傾く。この偏光面は偏光子５ｃの透過偏光面と直交する為、光は偏光子５ｃと透過することができず、発光素子９に反射光が戻ることはない。従って、発光素子９を構成する半導体レーザ１０の発振が不安定になることを防止することが可能となる。
【００６６】
また、フェルール２の端面及び光ファイバ７の端面は所定の角度をなして傾斜している。従って、角度を持った端面の光ファイバに効率良く光を入射させる為には、端面領域の角度及び屈折率差から導かれる最適な入射角度で入射させる必要がある。
【００６７】
このとき、光フィルタ基板４の面４ａの角度θを変化させることで、発光素子９から光ファイバ７に入射する角度を調整することが可能となる。つまり、面４ａの角度θを変化させることにより、光アイソレータ素子５の角度θを変化させ、光アイソレータ素子５及び光フィルタ基板４を透過する際に光の角度を調整し、光ファイバ７に入射する角度を調整する。
【００６８】
ここで、発光素子９から出射した光が光ファイバ７に入射する際の最適な角度に対する角度ずれを調整する一実施例について、図４を参照しつつ説明する。図４は、発光素子９から光アイソレータ付きフェルール１に入射する光の角度θＬＤに対する、光フィルタ基板４の面４ａの最適角度θ（光アイソレータ５の角度θ）を表したグラフである。ここで、図１に示すように、角度θＬＤは光ファイバ７の中心軸に対する角度を意味する。
【００６９】
本実施例において、光アイソレータ付きフェルール１の構成を具体的に、以下のようにした（図１参照）。
光フィルタ３：厚さ＝１０［μｍ］、屈折率＝１．６２
光フィルタ基板４：中心部の厚さ≒４００［μｍ］、屈折率＝１．５１
ファラデー回転子５ａ：厚さ＝３６０［μｍ］、屈折率＝２．４１
偏光子５ｂ、５ｃ：厚さ＝２００［μｍ］、屈折率＝１．５１
光フィルタ基板４とフェルール２とを接着する際の接着剤の屈折率：１．４６０
フェルール２（光ファイバ７）の端面の角度：中心軸に対して４５度
光ファイバの屈折率：１．４４６
【００７０】
図４において、横軸はフィルタ基板４の面４ａの最適角度θ［度］を示しており、縦軸は発光素子９からの入射角度θＬＤ［度］を示している。ここで、フィルタ基板４の面４ａの最適角度とは、光ファイバ７と結合する光の入射角度が、光ファイバ７の光軸の角度と一致するときの、フィルタ基板４の面４ａの角度のことをいう。
【００７１】
実施例１として、上記の条件で角度θＬＤを０度とした場合について説明する。発光素子９の中心軸と出射光の光軸が平行で、発光素子９からの入射角度θＬＤが０［度］の発光素子を用いると、光軸合わせ作業が容易になる。図４のグラフから、光フィルタ基板４の面４ａの角度θ（光アイソレータ５の角度θ）を約７［度］にすると、発光素子９からの入射角度θＬＤを０［度］にすることができる。つまり、光ファイバ７の端面を約４５［度］の角度で傾斜させた場合であっても、光フィルタ基板４の面４ａの角度θ（光アイソレータ素子５の角度θ）を約７［度］にすることにより、光ファイバ７の中心軸と発光素子９からの出射光の光軸とを平行に維持することができる。更に、光ファイバ７と結合する光の入射角度が光ファイバ７の光軸の角度と一致し、光ファイバ７への入射角度が最適となり、最も効率良く光を光ファイバ７に入射させることが可能となる。
【００７２】
実施例２として、上記の条件で角度θＬＤを１．００度とした場合について説明する。発光素子９の中心軸と出射光の光軸が非平行の発光素子を用いる場合もある。発光素子９からの入射角度θＬＤを約１．００［度］とした場合、光フィルタ基板４の面４ａの角度θ（光アイソレータ５の角度θ）を約５．０［度］とすると、光ファイバ７への入射角度が最適となり、最も効率良く光ファイバ７に光が入射することとなる。つまり、光ファイバ７と結合する光の入射角度が、光ファイバ７の光軸の角度と一致することとなる。従って、発光素子９の中心軸と出射光の光軸が非平行の発光素子を用いても、発光素子９を傾けるなどせずに、効率良く光を光ファイバ７に入射させることが可能となる。
【００７３】
この様な角度ずれ補正（光アイソレータ５の角度θの調整）を行なうことで、発光素子９から光アイソレータ５への入射角度θＬＤによらずに、光ファイバへの入射角度を最適化でき、発光素子の設置位置や自由度を増すことが可能となる。
【００７４】
以上のように、光ファイバ７が固定されるフェルール２と、光フィルタ３と、光フィルタ基板４と、光アイソレータ素子５とを一体化させた光アイソレータ付きフェルール１を用いることにより、小型で部材数が少なく、組み立て作業が容易な光送受信モジュールを提供できる。
【００７５】
また、発光素子９から出射した光が、比較的小さいビーム径の収束光となる箇所に光学素子を配置するので、小さい光学素子を使用することができ、光送受信モジュール６の低価格化及び小型化が可能となる。
【００７６】
更に、光フィルタ基板４の面４ａの角度θ（光アイソレータ素子５の角度θ）を変化させることにより、光ファイバ７への入射角度を調整することが可能となり、角度ずれをなくし、結合損失を小さくすることが可能となる。
【００７７】
尚、光ファイバ７に、シングルモード光ファイバを使用すると、光ファイバ７から出射する光のビームウエストの位置（スポットサイズが最も小さい位置）は、光ファイバ７の端面となる。本実施形態に係る光アイソレータ付きフェルール１及び送受信モジュール６においては、ビームウエストの位置に近いフェルール２の端面に光フィルタ３を接着しているため、小さい光学素子（光フィルタ３、光フィルタ基板４及び光アイソレータ素子５）を用いることができる。その結果、光アイソレータ付きフェルール１及び光送受信モジュール６の低価格化を図ることが可能となる。
【００７８】
また、モードフィールド径が拡大された光ファイバや、屈折率分布型光ファイバが設けられた光ファイバを用いた場合、光ファイバ７に入射する光の、光軸の軸ずれ量のトレランス（許容量）を大きくすることができる。また、レンズ系の設計の自由度が向上し、結合効率を向上させることができ、高性能な光送受信モジュールを安定して供給することが可能となる。
【００７９】
（製造方法）
次に、本願発明の光送受信モジュールの組み立て方法について、図２を参照しつつ説明する。
【００８０】
まず、筐体１８に受光素子１３を固定する。このとき、部材の精度により、受光素子１３の挿入位置を合わせ、接着して固定する。次に、光アイソレータ付きフェルール１にスライドリング１９を挿入する。尚、光アイソレータ付きフェルールの形態は、スタブ型又はピグテール型のどちらでも構わない。
【００８１】
次に、光学調芯固定機（図示しない）に筐体１８と光アイソレータ付きフェルール１をセットする。そして、受光素子１４からの光電出力をモニターする手段（図示しない）を設け、更に、光ファイバ７に特定の光を入射させる出力手段（図示しない）を設ける。
【００８２】
次に、スライドリング１９及びフェルール２を独立に動かす調芯手段（図示しない）を設ける。そして、光ファイバ７に特定の光を入射させて、光フィルタ３で反射した光を受光素子１４で受光して電気出力をモニターする。そのモニターをしながら、スライドリング可動部（図示しない）により、Ｘ軸及びＹ軸の調整をし、フェルール可動部（図示しない）により、Ｚ軸及びＺ軸周りの回転角度の調整をし、受光素子１４からの電気出力が最大となる位置で、スライドリング１９及びフェルール２を筐体１８に固定する。
【００８３】
次に、発光素子９をスライドリングに固定する。更に、発光素子９から出射して、光ファイバ７に入射される光の光量をモニターする手段（光パワーメータ）を設ける。そして、光ファイバ７に入射される光の光量をモニターしながら、光学調芯固定機（図示しない）により、発光素子９が挿入固定されているスライドリングを可動させて、Ｘ軸及びＹ軸の調整をし、光パワーメータからの出力が最大となる位置で、スライドリングを筐体１８に固定する。
【００８４】
尚、発光素子９の角度は、光フィルタ基板４の面４ａの角度により最適化されるため、この工程で調整する必要はない。また、Ｚ方向の調整も発光素子９においては無調整としている。なぜならば、使用される光学系に依存するが、一般的にはＸ、Ｙ軸の位置ずれ量に対応する光結合損失に対して、Ｚ軸の位置精度の許容量（トレランス）が大きいからである。また、受光素子１３を調整するときに、筐体１８と受光素子１３との位置関係、並びに、受光素子１３と光ファイバ７の端面との位置関係が調整されているため、発光素子９から光ファイバ端面の距離は比較的高精度で位置決めされる。従って、発光素子９のＺ軸調整は、部材の精度により無調整としている。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本願発明の実施形態に係る光アイソレータ付きフェルールの断面図である。
【図２】本願発明の実施形態に係る光送受信モジュールの断面図である。
【図３】本願発明の実施形態に係る光送受信モジュールの断面図である。
【図４】本願発明の実施形態に係る光アイソレータの角度を変化されたときの、光ビームの角度ずれを表すグラフである。
【図５】従来技術に係る光送受信モジュールの断面図である。
【符号の説明】
【００８６】
１  光アイソレータ付きフェルール
２  フェルール
３  光フィルタ
４  光フィルタ基板
５  光アイソレータ素子
６  光送受信モジュール
７  光ファイバ
８  磁石
９  発光素子
１０  半導体レーザ
１１  モニター受光素子
１２、１６  集光レンズ
１３  受光素子
１４  ＰＤチップ
１５  プリアンプ
１７  カットフィルタ
１８  筐体
【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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