(57)【要約】      （修正有）【課題】ファイバスタブ２５の外径は、光ファイバ２３の中心に形成された光信号を伝搬する直径１０μｍ程度のコア（不図示）同士を損失の少ない接続とするため、非常に高精度に加工する必要があり、またコア同士直接接合するために、曲面に鏡面研磨を施さなければならないため、加工に非常に手間がかかるという問題があった。【解決手段】棒状レンズ６と、該棒状レンズ６の先端部が一方の端部から挿入固定され、他方の端部から軸中心に光ファイバ１が固定されたプラグフェルール２の先端部を挿入し、該プラグフェルール２の先端面と上記棒状レンズ６の先端面を当接させる円筒状のスリーブ３と、貫通孔を有し、貫通孔の内周面で棒状レンズ６の後端部を把持した筒状のレンズホルダ４とを含んでなり、棒状レンズ６の後端面をプラグフェルール２の先端部の光ファイバ１先端面に集光点をもつように曲面加工した。【選択図】図１
2005338782.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状レンズと、該棒状レンズの先端部が一方の端部から挿入固定され、他方の端部から軸中心に光ファイバが固定されたプラグフェルールの先端部を挿入し、該プラグフェルールの先端面と上記棒状レンズの先端面を当接させる円筒状のスリーブと、貫通孔を有し、該貫通孔の内周面で棒状レンズの後端部を把持した筒状のレンズホルダとを含んでなり、上記棒状レンズの後端面を上記プラグフェルールの先端部の光ファイバ先端面に集光点をもつように曲面加工したことを特徴とするレンズ付き光レセプタクル。
【請求項２】
貫通孔を有し、該貫通孔の内周面で棒状レンズを把持した筒状のレンズホルダと、該レンズホルダの一方の端面に、一方の端部が接着もしくは圧入された円筒状のスリーブと、該スリーブの他方の端部から軸中心に光ファイバが固定されたプラグフェルールの先端部が挿入され、該プラグフェルールの先端面が、該プラグフェルールの先端面に対向する棒状レンズの先端面と当接可能であるとともに、上記棒状レンズの後端面を上記プラグフェルールの光ファイバ先端面に集光点をもつように曲面加工したことを特徴とするレンズ付き光レセプタクル。
【請求項３】
棒状レンズと、該棒状レンズの先端部が一方の端部から挿入固定され、他方の端部から軸中心に光ファイバが固定されたプラグフェルールの先端部を挿入し、該プラグフェルールの先端面と上記棒状レンズの先端面を当接させる円筒状のスリーブと、貫通孔を有し、該貫通孔の内周面で棒状レンズの後端部を把持した筒状のレンズホルダとを含んでなり、上記棒状レンズの後端面が上記プラグフェルールの先端部の光ファイバ先端面に集光点をもつように軸中心から外周方向に屈折率を徐々に変化させた屈折率分布型レンズとしたことを特徴とするレンズ付き光レセプタクル。
【請求項４】
貫通孔を有し、該貫通孔の内周面で棒状レンズを把持した筒状のレンズホルダと、該レンズホルダの一方の端面に、一方の端部が接着もしくは圧入された円筒状のスリーブと、該スリーブの他方の端部から軸中心に光ファイバが固定されたプラグフェルールの先端部が挿入され、該プラグフェルールの先端面が、該プラグフェルールの先端面に対向する棒状レンズの先端面と当接可能であるとともに、上記棒状レンズの後端面が上記プラグフェルールの先端部の光ファイバ先端面に集光点をもつように軸中心から外周方向に屈折率を徐々に変化させた屈折率分布型レンズとしたことを特徴とするレンズ付き光レセプタクル。
【請求項５】
上記棒状レンズの後端面を平面に加工するとともに、該平面部に上記光アイソレータ素子が接合されていることを特徴とする請求項３または４に記載のレンズ付き光レセプタクル。
【請求項６】
偏光子とファラデー回転子にて構成される光アイソレータ素子を上記棒状レンズの後端面に配置するとともに、上記光アイソレータ素子とレンズホルダとが一体化されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のレンズ付き光レセプタクル。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のレンズ付き光レセプタクルを用い、光素子を有するケースを備えてなる光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光通信に用いるレンズ付き光レセプタクルと、これを用いた光モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光信号を電気信号に変換するための光モジュールは、半導体レーザやフォトダイオード等の光素子をケース内に収納し、光ファイバを通じて光信号を導入又は導出するような構造となっている。また、光モジュールのうちコネクタを接続するようにしたレセプタクル型の光モジュールは、光レセプタクルの一端に光素子を備えるとともに、他端に石英ガラス等からなる光ファイバを有する光コネクタ用プラグフェルールを接続するものである（特許文献１参照）。
【０００３】
上記光モジュールのうちコネクタを接続するようにしたレセプタクル型の光モジュールは、図１０に示すような光レセプタクル２９の一端に光素子３０を備えるとともに、他端に石英ガラス等からなる光ファイバ２１を有する光コネクタ用プラグフェルール２２を接続するものである。
【０００４】
この光レセプタクル２９は、ジルコニア、アルミナ等のセラミック材料からなるフェルール２４と、フェルール２４の貫通孔に石英ガラス等からなる光ファイバ２３を挿入固定して得られたファイバスタブ２５の後端部をホルダ２７に圧入により固定し、先端部をスリーブ２６の内孔に挿入するとともに、それらをスリーブケース２８に圧入又は接着固定することによって構成されている。
【０００５】
ファイバスタブ２５における光ファイバ２３の端面は、当接時の接続損失を減らすために曲率半径５〜３０mm程度の曲面に鏡面研磨されており、反対側の端面は、ＬＤ等の光素子３０から出射された光信号が光ファイバ２３の先端部で反射して光素子に戻る反射光を防止するため、フェルール２４とともに傾斜面に鏡面研磨されている。
【０００６】
このとき、フェルール２４の外径は、ＳＣコネクタを接続するタイプのものがφ２．５ｍｍ程度、ＬＣコネクタを接続する小型タイプのものがφ１．２５ｍｍ程度、外径公差は±１μｍ以下で、その貫通孔に備えられた光ファイバ２３の外径は１２５μｍ程度、外径公差は±１μｍ程度とＪＩＳ規格やＩＥＣ規格等で規定されているが、従来から、光ファイバ２３の中心に形成された光信号を伝搬する直径１０μｍ程度のコア（不図示）同士を損失の少ない接続とするため、それぞれの部品（スリーブ２６、フェルール２４等）は高精度に加工されており、スリーブ２６によってファイバスタブ２５及び光コネクタ用プラグフェルール２２を安定且つ高精度に保持する構造となっている。
【０００７】
さらに上述の光レセプタクル２９を用いて光モジュールを構成する場合は、光レセプタクル２９のファイバスタブ２５を備えた後端面側に、光素子３０とレンズ３１を備えたケース３２を溶接により接合し、光レセプタクル２９のもう一方の端面側よりスリーブ２６内に光コネクタ用プラグフェルール２２を挿入し、光ファイバ２３および光ファイバ２１の端面を当接させ、光信号のやりとりを行うことができる。
【０００８】
従来、上述したような光レセプタクルを用いた光モジュールは、ＬＡＮ等の低速な通信用途にのみ用いられており、幹線系等の高速な通信用途には光ファイバピグテイルを用いた光モジュールが用いられていた。
【０００９】
しかしながら近年、ＬＡＮ等においても通信速度の高速化が求められてきたこと、また光ファイバピグテイルを用いた光モジュールに比べ光レセプタクルを用いた光モジュールは非常に小型であることから、光レセプタクルを用いた光モジュールにおいても通信速度の高速化が求められてきた。
【００１０】
通信速度の高速化には、高性能な半導体レーザを使用することにつながり、安定した特性を得るためには反射戻り光を防ぐ必要があるため、光アイソレータを光路に挿入しなければならない。そこで図１１に示すように、光レセプタクルに光アイソレータを配置したものが考案されている。（特許文献２参照）
上記光レセプタクル２９は、ジルコニア、アルミナ等のセラミック材料からなるフェルール２４と、フェルール２４の貫通孔に石英ガラス等からなる光ファイバ２３を挿入固定して得られたファイバスタブ２５の後端部をホルダ２７に圧入により固定し、先端部をスリーブ２６の内孔に挿入するとともに、それらをスリーブケース２８に圧入又は接着固定することによって構成されている。
【００１１】
さらにファイバスタブ２５の後端部端面に偏光子、ファラデー回転子、偏光子にて構成される光アイソレータ素子３３が備えられており、光アイソレータ素子３３を囲むようにリング状の磁石３４がホルダ２７に接着固定されている。
【特許文献１】特開２００１−６６４６８号公報
【特許文献２】特開２００３−７５６７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、ファイバスタブ２５の外径は、光ファイバ２３の中心に形成された光信号を伝搬する直径１０μｍ程度のコア（不図示）同士を損失の少ない接続とするため、非常に高精度に加工する必要があり、またコア同士直接接合するために、曲面に鏡面研磨を施さなければならないため、加工に非常に手間がかかるという問題があった。
【００１３】
また一般的に光レセプタクルを用いた光モジュールを使用したトランシーバの形状は規格化されていて、半導体レーザに加える変調速度が高速化すると、そのための電気回路に必要なスペースは大きくなる。つまり電気回路のスペースを確保するために、光レセプタクルを短くすることが求められているが、ファイバスタブ２５の両端面の研磨加工や、ファイバスタブ２５を保持するのに必要な長さもあるため、短尺化にも限界がある。
【００１４】
さらにファイバスタブ２５の光ファイバ２３は石英、フェルール２４はセラミック材料を用いるのが一般的であり、また両者は接着剤にて固定されている。このような異種材料で構成される端面を研磨すると、石英の方がセラミック材料よりも早く研磨され、光ファイバ２３の端面はフェルール２４の端面よりも凹んでしまうため、凹みを抑える研磨加工は非常に難しく、手間がかかる。加えてヒートサイクルなどの温度変化により、さらに光ファイバ２３が凹み、最悪プラグフェルール２２を当接しても光ファイバ２２が接触しないという不具合が発生してしまうという問題があった。
【００１５】
また、ファイバスタブ２５を使ったようなレセプタクル２９の場合、ファイバスタブの後端面側に集光するようにレンズ３１を設計するが、アッセンブリ後の位置ずれによる光出力の変化を小さくするために、わざとぼかした状態でアッセンブリされることが一般的であり、そのため後端面側にできるスポットの形は乱れている。またファイバスタブ２５は非常に短い長さの光ファイバ２３を真っ直ぐにした状態で周りを接着剤で固定しているため、光ファイバ２３のクラッド部に入射した光は、広がりながらファイバスタブ２５の先端部に到達したり、光ファイバ２５を固定している接着剤に反射してファイバスタブ２５の先端部に到達したりするため、軸中心に光ファイバ２１が固定されたプラグフェルール２２の先端側を挿入してファイバスタブ２５の先端面に当接・把持させた場合、接続損失が大きくなってしまうという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述の課題を解決するために本発明は、棒状レンズと、該棒状レンズの先端部が一方の端部から挿入固定され、他方の端部から軸中心に光ファイバが固定されたプラグフェルールの先端部を挿入し、該プラグフェルールの先端面と上記棒状レンズの先端面を当接させる円筒状のスリーブと、貫通孔を有し、該貫通孔の内周面で棒状レンズの後端部を把持した筒状のレンズホルダとを含んでなり、上記棒状レンズの後端面を上記プラグフェルールの先端部の光ファイバ先端面に集光点をもつように曲面加工したことを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明は、貫通孔を有し、該貫通孔の内周面で棒状レンズを把持した筒状のレンズホルダと、該レンズホルダの一方の端面に、一方の端部が接着もしくは圧入された円筒状のスリーブと、該スリーブの他方の端部から軸中心に光ファイバが固定されたプラグフェルールの先端部が挿入され、該プラグフェルールの先端面が、該プラグフェルールの先端面に対向する棒状レンズの先端面と当接可能であるとともに、上記棒状レンズの後端面を上記プラグフェルールの光ファイバ先端面に集光点をもつように曲面加工したことを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明は、棒状レンズと、該棒状レンズの先端部が一方の端部から挿入固定され、他方の端部から軸中心に光ファイバが固定されたプラグフェルールの先端部を挿入し、該プラグフェルールの先端面と上記棒状レンズの先端面を当接させる円筒状のスリーブと、貫通孔を有し、該貫通孔の内周面で棒状レンズの後端部を把持した筒状のレンズホルダとを含んでなり、上記棒状レンズの後端面が上記プラグフェルールの先端部の光ファイバ先端面に集光点をもつように軸中心から外周方向に屈折率を徐々に変化させた屈折率分布型レンズとしたことを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明は、貫通孔を有し、該貫通孔の内周面で棒状レンズを把持した筒状のレンズホルダと、該レンズホルダの一方の端面に、一方の端部が接着もしくは圧入された円筒状のスリーブと、該スリーブの他方の端部から軸中心に光ファイバが固定されたプラグフェルールの先端部が挿入され、該プラグフェルールの先端面が、該プラグフェルールの先端面に対向する棒状レンズの先端面と当接可能であるとともに、上記棒状レンズの後端面が上記プラグフェルールの先端部の光ファイバ先端面に集光点をもつように軸中心から外周方向に屈折率を徐々に変化させた屈折率分布型レンズとしたことを特徴とするものである。
【００２０】
さらに、上記棒状レンズの後端面を平面に加工するとともに、該平面部に上記光アイソレータ素子が接合されていることを特徴とするものである。
【００２１】
加えて、偏光子とファラデー回転子にて構成される光アイソレータ素子を上記棒状レンズの後端面に配置するとともに、上記光アイソレータ素子とレンズホルダとが一体化されていることを特徴とするものである。
【００２２】
また、上述のレンズ付き光レセプタクルを用い、光素子を有するケースを備えてなる光モジュールを提供するものである。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように、本発明のレンズ付き光レセプタクル及び光モジュールによれば、従来用いられていたファイバスタブに代わり棒状レンズにすることにより、従来のファイバスタブの光ファイバ先端部とプラグフェルールの光ファイバ先端部との当接精度が高かったのが、棒状レンズによる集光点がプラグフェルールの光ファイバ先端部にくることおよび、光ファイバ先端部にできるスポットの乱れを低減することができるために、光レセプタクルの結合効率を充分高めることができるとともに、加工が難しいファイバスタブを不要とし、かつ使用する部品精度を緩和することができ、低価格で製造工程を簡略化したレンズ付き光レセプタクルを実現可能とする。また、全体の光路を短くすることが可能となり、モジュール全体の短尺化に貢献できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
【００２５】
図１は、本発明のレンズ付き光レセプタクル（以下、単に「光レセプタクル」というときもある）の一実施形態を示す断面図、図２、図３は光レセプタクルを用いた光モジュールの断面図である。
【００２６】
本発明の光レセプタクル７は、図１に示すように、棒状レンズ６と、スリーブ３と、レンズホルダ４、スリーブケース５とからなり、棒状レンズ６の後端部を円筒状レンズホルダ４の内周面で把持し、棒状レンズ６の先端部をスリーブ３の一方の端部に挿入するとともに、それらをスリーブケース５に圧入または接着固定することによって構成されている。
【００２７】
一方、スリーブ３の他方の端部からは軸中心に光ファイバ１が固定されたプラグフェルール２の先端部が挿入され、プラグフェルール２の先端面と棒状レンズ６の先端面が当接される。また棒状レンズ６は、その先端面６０は光ファイバ１を有する光コネクタ用のプラグフェルール２と当接させる面であり、鏡面加工がなされている。また、後述するが、棒状レンズ６の後端面にプラグフェルール２の光ファイバ先端面１ａに集光点をもつように曲面加工されている。
【００２８】
棒状レンズ６の材料としてはガラス、サファイア等の無機材料やアクリル、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリオレフィン等の樹脂材料が挙げられるが、レンズ加工が可能である材質ならばこれらに限るものではなく、特に安価に使用でき、かつ、プラグフェルール２の当接を繰り返しても耐久性が維持されるためにも光学ガラス、合成石英、シリコン、サファイア等の無機材料を用いるのが好ましい。また、いずれにしても単一の材料で製造されているため、先端面６０に極端な凹凸は発生せず、プラグフェルール２を当接した際、光ファイバ１の先端面１ａは確実に棒状レンズ６の先端面６０に接触させることができる。棒状レンズ６の外径は、ＳＣコネクタを接続するタイプのものがφ２．５ｍｍ程度、ＬＣコネクタを接続する小型タイプのものがφ１．２５ｍｍ程度となっている。
【００２９】
スリーブ３は、上述のように棒状レンズ６の先端部が一方の端部から挿入されるだけでなく、他方の開放端部から石英ガラス等からなる光ファイバ１を有するプラグフェルール２が挿入されて保持するように構成されている。また、スリーブ３の材質としてはジルコニア、アルミナ、銅などの材料が用いられるが、主に耐摩耗性を考慮して、現在ではジルコニアセラミックス材料が用いられる。スリーブ３の内径の表面荒さは挿入性を考慮して、Ｒａ０．２μｍ以下が望ましい。
【００３０】
一方、スリーブケース５は円筒状に形成され、一端側がプラグフェルール２の抜脱を容易にするコネクタ用凸部が形成されたものであり、内部にスリーブ３を収納可能に構成されている。またスリーブケース５はレンズホルダ４と安定して接続可能であれば、耐摩耗性、溶接性を配慮する必要がないため、材質としてはステンレス、銅、鉄、ニッケル、プラスチック、ジルコニア、アルミナなどの幅広い材料が用いられるが、主にはレンズホルダ４と熱膨張係数を合わせ、信頼性を高めるため、レンズホルダ４と同様、ステンレスが用いられる。
【００３１】
また、レンズホルダ４は、有底円筒状に形成されたものであり、その底面に貫通孔４０が形成されており、有底円筒内部にスリーブ３と一体化されたスリーブケース５を圧入又は嵌合されて保持するとともに、貫通孔４０に棒状レンズ６の後端側を圧入してなる。レンズホルダ４の材質としては、光モジュールとして図２、３の光素子１１等を収納するケース１０と溶接することが多いため、ステンレス、銅、鉄、ニッケルなどの溶接が可能な材料が用いられるが、主には耐腐食性と溶接性を考慮して、ステンレスが用いられる。また、半田との密着性を考慮して金メッキ等を外表面に施しても良い。
【００３２】
図２は本発明の光レセプタクル７を用いて光モジュールを構成した実施形態を示す断面図であり、ホルダ４に光素子８およびレンズ９を備えたケース１０を接合して構成する。
【００３３】
プラグフェルール２を有した光コネクタ（不図示）は一般的にバネ構造を利用し、プラグフェルール２、詳しくは光ファイバ１の先端面１ａに一定荷重を加え続けるような構造になっているため、従来の構造で用いられるファイバスタブ（不図示）の端面とプラグフェルール２を接触させることによって固定している。
【００３４】
これに対して、本発明の構造では、ファイバスタブを有しておらず、プラグフェルール２の位置決めには棒状レンズ６の端面に突き当てることによって成される。棒状レンズ６は、レンズホルダ４の貫通孔４０に圧入により固定されておりプラグフェルール２から荷重を加えられても十分固定することが可能である。さらに、圧入と同等の強度が得られるのであれば半田、ろう材、低融点ガラス、接着剤のいずれかにて固定しても構わない。また、棒状レンズ６は光ファイバ１の屈折率を近いものにすることにより、光ファイバ１のコアは、棒状レンズ６と直接接続されているため、反射による損失は非常に小さい。
【００３５】
ここで、棒状レンズ６に対して従来から用いられているファイバスタブの場合、プラグフェルール２に保持されている光ファイバ１のコアとファイバスタブに保持されている光ファイバのコア同士を直接接続するために、わずかな位置ずれが接続損失に大きく影響する。そのため、それぞれの部品（スリーブ、フェルール等）は高精度に加工される必要があり、非常に高価になっているが、本発明の構造では、光素子８を半導体レーザとした場合、出射された光信号がレンズ９を通過し平行ビームとなった後、棒状レンズ６に入射される。上述のように、棒状レンズ６の後端部端面は曲面に加工されており、光コネクタ用プラグフェルール２に保持されている光ファイバ１の先端面１ａ、具体的には光ファイバ１のコアに結合されるような光路２０ａを通る。
【００３６】
そして、光モジュールとして最大結合するような位置で組み立てた場合、レンズ９および棒状レンズ６を通過した光信号は、光ファイバ１の端面付近では約１０μｍのスポットサイズまで絞られていることになり、わずか数μｍの位置変動が生じるだけで光出力の変動につながってしまう。
【００３７】
そのため、一般的に４０〜６０％の結合で所望の出力を満たすことができるような出力が得られる半導体レーザが使用され、組み立ての際には光軸方向にわざとずらし、光ファイバ１の端面付近のスポットサイズを光ファイバ１のコア（不図示）に対して大きくすることで、位置変動に対する光出力の変動を減らすように組み立てられているため、光ファイバ１のコアの位置ずれを充分吸収させることができる。したがって、本発明の構成によれば、棒状レンズ６やスリーブ３、およびプラグフェルール２の加工精度が緩和できる。
【００３８】
また、本発明の構成では、ファイバスタブを使っていないため光ファイバのクラッド部に入射した光の広がりや光ファイバを固定している接着剤に反射した光の影響が無いため、光ファイバ１の端面付近のスポットサイズをわざと大きくしても、ファイバスタブを使用した場合のスポットよりも乱れが抑えられた形状ができるため、結合効率の低下や、スポットの乱れによる不均一な出力変動を減らすことができる。
【００３９】
一方、光素子８をフォトダイオードとした場合、光ファイバ１から光が出射され、光路２０ａを通り光素子８に集光されるが、上述の通り部品精度を緩和した場合、光素子８の位置でのスポットサイズは大きくなってしまう。しかしながら、フォトダイオードは少なくとも数１０μｍの受光幅を持っており、むしろ半導体レーザの場合よりも部品精度は緩和される。
【００４０】
さらに、光モジュールの全長を考えたとき、光素子８と光ファイバ１端面までの光路が必要となる。従来のファイバスタブを用いた場合には、ファイバスタブを光が通る間は光ファイバを伝搬しているためファイバスタブ後端部端面が光の出射位置となってしまい、単純にファイバスタブの長さを光路に加えなければならないが、ファイバスタブの両端面の研磨加工や、ファイバスタブを保持するのに必要な長さもあるため、短尺化に限界がある。
【００４１】
しかしながら、本発明の構造では、光ファイバ１の端面が光の出射位置となっているため、ファイバスタブの場合と比較して、全体の光路を短くすることが可能であり、ひいては光モジュールの短尺化が可能となる。
【００４２】
以上により、従来用いられていたファイバスタブに代わり棒状レンズにすることにより、加工が難しいファイバスタブを不要とし、かつ使用する部品精度を緩和することができ、低価格で製造工程を簡略化したレンズ付き光レセプタクルを実現可能とする。また全体の光路を短くすることが可能となり、光モジュール全体の短尺化に貢献できる。
【００４３】
また、図３は本発明の光レセプタクル７を用いて光モジュールを構成した他の実施形態を示す断面図であり、図２の構成に対して異なるところは、レンズ９を無くし、棒状レンズ６により、プラグフェルールの光ファイバ先端部１ａに集光点を持つ光路２０ｂを通ることができるように棒状レンズ６の後端面の曲率半径を小さくするか、もしくは材料の屈折率を高くするかのいずれかの変更をしたものである。本構成によれば、図２の構成以上に光路長を短くすることが可能であり、さらなる光モジュールの短尺化が可能となる。
【００４４】
図４は本発明のレンズ付き光レセプタクルの他の実施形態を示す断面図であり、スリーブケースを無くし、棒状レンズ６と、精密スリーブ７１と、ホルダ４とからなり、貫通孔を有するレンズホルダ４の内周面に棒状レンズ６を固定し、レンズホルダ４の一方の端面に精密スリーブ７１を接着もしくは圧入により固定することによって構成されている。本構成によると棒状レンズ６の先端部がスリーブ７１の一方の端部には挿入されていないため、棒状レンズ６をより短くすることができ、モジュールをより短尺にすることを実現できる。なお、精密スリーブ７１は挿入した際の空気を逃がすため、多点支持のものを使用した方がより望ましい。
【００４５】
図５は、本発明のレンズ付き光レセプタクルの他の実施形態を示す断面図であり、レンズ付きレセプタクル７の棒状レンズとして、軸中心から外周方向に屈折率を徐々に変化させた屈折率分布型レンズ１６としたものである。このような屈折率分布型レンズ１６は一般的にGRIN（Graded Index）レンズとも呼ばれ、屈折率分布がレンズの中心軸に対して軸対称であり、かつ２乗分布をしているものを指す。近軸領域において通常の球面レンズと同様の光学特性をもつが、レンズ長と屈折率の分布を設定することにより、焦点位置および集光位置を所望の位置にくるように変更できるものである。よって光ファイバ１の先端面１ａに集光点をもたせるように設計すれば、図１〜４に示された光レセプタクルが有する棒状レンズ６と同様な機能を持つことが可能な上、本構造によると、棒状レンズ１６の後端部の端面に施される加工は、図１〜４に示された光レセプタクルが有する棒状レンズ６の後端面に施される曲面加工が不要な加工となり、更なる光モジュールの短尺化および低価格化に貢献できる。
【００４６】
図６は本発明のレンズ付き光レセプタクルの他の実施形態を示す断面図であり、スリーブケースを無くし、屈折率分布型レンズ１６と、精密スリーブ７１と、レンズホルダ４とからなり、貫通孔を有するレンズホルダ４の内周面に屈折率分布型レンズ１６を固定し、レンズホルダ４の一方の端面に精密スリーブ７１を接着もしくは圧入により固定することによって構成されている。本構成によると図４と同様に屈折率分布型レンズ１６の先端部がスリーブ７１の一方の端部には挿入されていないため、屈折率分布型レンズ１６をより短くすることができ、光モジュールをより短尺にすることを実現できる。
【００４７】
図７は、本発明のレンズ付き光レセプタクルの他の実施形態を示す断面図であり、図６に示す光レセプタクル７の屈折率分布型レンズ１６の後端面を平面に加工するとともに、この平坦部端面に、２枚の偏光子１１ａ、１１ｂの間にファラデー回転子１２のそれぞれの光学面を貼り合わせて構成される光アイソレータ素子１３の偏光子１１ｂの光学面を接着剤にて接着した構造である。
【００４８】
図８は本発明のレンズ付き光レセプタクルの他の実施形態を示す断面図であり、２枚の偏光子１１ａ、１１ｂの間にファラデー回転子１２のそれぞれの光学面を貼り合わせて構成される光アイソレータ素子１３と、ファラデー回転子１２に磁界を印加するために円筒型磁石１４が光アイソレータホルダ１５に固定されており、光アイソレータホルダ１５と光レセプタクル７のレンズホルダ７がＹＡＧレーザ、半田、接着剤等により一体化されて構成されている。
【００４９】
偏光子１１ａ、１１ｂはガラス基板に誘電体粒子を内包するタイプや誘電体積層タイプ等の透過偏光方向と直交する偏光成分を吸収する偏光子の他に、回折格子等を利用した反射型の偏光子や光路をシフトさせる複屈折結晶でも構成可能である。また、光アイソレータ素子１３に用いられるファラデー回転子１２はＴｂ、Ｇｄ、Ｈｏを添加したＢｉ置換ガーネットやＹＩＧガーネット、さらには磁石が不要な自己バイアス型のものでも構成が可能である。この構成により、本発明のレンズ付きレセプタクルの効果を得られることに加えて、半導体レーザに戻る反射戻り光を防ぐことが可能となるため、高性能な半導体レーザを安定した特性で使用可能となり、通信速度の高速化した半導体レーザモジュールの実現が可能となる。
【００５０】
図７の構造は、図８の構造と比較して全長が短くなっており、かつよりビームの絞られた位置に光アイソレータ素子１３を配置しているため、素子サイズを小さくすることが可能となる。
【実施例】
【００５１】
以下で、図１に示す本発明の実施の形態に基づいて試作した光レセプタクル７と、図１０に示す従来の形態に基づいて試作した光レセプタクル２９において、それぞれの光コネクタ用プラグフェルール２と半導体レーザ８との結合効率について検証した。
【００５２】
図１に示す本発明の実施の形態に基づいた光レセプタクル７において、棒状レンズ６の材料は光学ガラスのＢＫ７（ボロシリケートクラウンガラス）、レンズホルダ４はステンレスとし、両者を圧入にて固定した。光コネクタ用プラグフェルール２を保持するためのスリーブ３にはジルコニア、スリーブケース５にはステンレスを用いて、レンズホルダ４とスリーブケース５は圧入固定した。
【００５３】
まず、ケース１０に半導体レーザ８とレンズ９を固定し、ケース１０の端面に大口径の光検出器を配置して、約１ｍＷの光強度となるように半導体レーザ８を発光させ、レンズ９を透過した光強度を前記光検出器にて測定した。
【００５４】
次に図２に示すように、光レセプタクル７に光コネクタ用プラグフェルール２を挿入した状態にした後、半導体レーザ８からの光をレンズ９および棒状レンズ６にて、該棒状レンズ６の先端面と対向する光コネクタ用プラグフェルール２の光ファイバ１の端面に集光させるようにケース１０と光レセプタクル７を固定した。そして、上記光ファイバ１の端面に入射した光が光ファイバ１を通り、他方の光ファイバ１の端面から出射される光強度を測定し、該光強度と上記で測定したレンズ９を透過した光強度との比率を結合効率として算出した。なお結合効率は、レンズ９を透過した光強度に対する他方の光ファイバ１の端面から出射される光強度を百分率で算出した。その結果を図９に示す。
【００５５】
また比較例として、図１０に示す従来の光アイソレータ付き光レセプタクルを試作し、同様の方法で結合効率を求めた結果を図９に示す。
【００５６】
測定したサンプルはそれぞれ４５サンプルだが、本発明の形態に基づく光レセプタクル７については全て６０％程度の結合効率を得ることができ、従来の光アイソレータ付き光レセプタクル２９と同等の結合効率が得られていることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明のレンズ付き光レセプタクルの一実施形態を示す断面図である
【図２】本発明のレンズ付き光レセプタクルを用いた光モジュールを示す断面図である
【図３】本発明のレンズ付き光レセプタクルを用いた他の光モジュールを示す断面図である
【図４】本発明のレンズ付き光レセプタクルの他の実施形態を示す断面図である
【図５】本発明のレンズ付き光レセプタクルの他の実施形態を示す断面図である
【図６】本発明のレンズ付き光レセプタクルの他の実施形態を示す断面図である
【図７】本発明のレンズ付き光レセプタクルの他の実施形態を示す断面図である
【図８】本発明のレンズ付き光レセプタクルの他の実施形態を示す断面図である
【図９】本発明および従来の光アイソレータ付き光レセプタクルにおける光コネクタ用プラグフェルールと半導体レーザとの結合効率を測定した結果を示す図である
【図１０】従来の光レセプタクル型の光モジュールを示す断面図である
【図１１】従来の光アイソレータ付き光レセプタクルを示す断面図である
【符号の説明】
【００５８】
１：光ファイバ
２：光コネクタ用プラグフェルール
３：スリーブ
４：レンズホルダ
５：スリーブケース
６：棒状レンズ
７：光レセプタクル
８：半導体素子
９：レンズ
１０：ケース
１１ａ、１１ｂ：偏光子
１２：ファラデー回転子
１３：光アイソレータ素子
１４：磁石
１５：光アイソレータホルダ
１６：屈折率分布型レンズ
２０ａ、２０ｂ：光路
２１：光ファイバ
２２：光コネクタ用プラグフェルール
２３：光ファイバ
２４：フェルール
２５：ファイバスタブ
２６：スリーブ
２７：スタブホルダ
２８：スリーブケース
２９：光レセプタクル
３０：半導体レーザ
３１：レンズ
３２：ケース
３３：光アイソレータ素子
３４：磁石
６０：棒状レンズの先端面
７１：精密スリーブ
【図１】
2005338782.tif 000003
【図２】
2005338782.tif 000004
【図３】
2005338782.tif 000005
【図４】
2005338782.tif 000006
【図５】
2005338782.tif 000007
【図６】
2005338782.tif 000008
【図７】
2005338782.tif 000009
【図８】
2005338782.tif 000010
【図９】
2005338782.tif 000011
【図１０】
2005338782.tif 000012
【図１１】
2005338782.tif 000013