(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に光半導体素子を光接続させるためのレンズ部を有する第１シングルモード光ファイバの他端に、第１マルチモード光ファイバであり、長さが０．２５ピッチよりも長いグレイデッドインデックスファイバと、
前記第1マルチモード光ファイバから出射される光のビームウェストと前記第１マルチモード光ファイバの出射端面との間の距離の２倍の長さのコアレス光ファイバと、
第２マルチモード光ファイバであり、長さが０．２５ピッチよりも長いグレイデッドインデックスファイバと、
第２シングルモード光ファイバと
を順次一列に接続して光導波体を製造する工程と、
軸方向に貫通孔が形成されているフェルール内に前記光導波体を挿入し固定する工程と、
前記フェルールの貫通孔および前記コアレス光ファイバを横切るように素子搭載用溝を形成する工程と、
前記素子搭載用溝に、前記コアレス光ファイバと光接続する光学素子を搭載する工程と
を有することを特徴とする光モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信機器，光センサ等に好適に使用される発光素子や受光素子等の光半導体素子を備えた光モジュールに関する。また、この光モジュールに使用され、その外部からの反射戻り光を遮断する光アイソレータや光センシング、測定のための波長板等を備えた光導波体及びそれを用いた光導波デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信の光源に用いられるレーザーダイオード（以下、ＬＤともいう）は、その出射光がある箇所で反射して再びＬＤの活性層に戻ると、発振状態が乱れ出射パワーの変動や波長ずれ等が生じ、これにより信号が劣化する。特に、アナログ信号は上記の反射戻り光によって劣化し易く、また、高密度な信号ほど反射戻り光の影響を受け易いため、ＣＡＴＶ等のアナログ伝送データの増加、大容量化、高速化に伴い、光アイソレータは不可欠な構成要素となってきている。
【０００３】
このような反射戻り光の問題を防止するために、通常、ＬＤは光を一方向のみに透過させる光アイソレータと同じパッケージ内に搭載され、光モジュールの一種であるＬＤモジュールを構成している。
【０００４】
以下に、光アイソレータの一般的な動作について簡単に説明する。図７に示すように、光アイソレータ４は二つの偏光子１９Ａ、１９Ｂでファラデー回転子２０を挟むようにして構成されている。このような構成において、順方向光２２はそのまま透過し、逆方向光２３は遮断される。なお、ファラデー回転子２０は外部から磁界を印加することでファラデー効果を得るものと、自発磁化により外部磁界なしでファラデー効果を持つものがあるが、以下、簡単のため磁界を印加するための磁石等は図示しない場合があるものとする。
【０００５】
次に、従来のＬＤモジュールの一例について説明する。図１０に示すように、ＬＤモジュールＪ１は、パッケージ１８内に少なくともＬＤ１５、レンズ６Ａ，６Ｂ、光アイソレータ４、シングルモード光ファイバ１の一端部等が収納されている。なお、図中１６は受光素子（以下、ＰＤともいう）、１７はペルティエクーラー、３２は光ファイバ余長部を保護するためのラバーブーツである。
【０００６】
ＬＤ１５から出射された光は、レンズ６Ａでコリメートされ光アイソレータ４を通過し、レンズ６Ｂで集光されシングルモード光ファイバ１に入射される。なお、各光部品は外部の環境から遮断するためパッケージ１８及びラバーブーツ３２内に内蔵される。また、レンズ６Ａ，６Ｂには、ボールレンズ、両凸レンズ、非球面レンズ、またはグレイデッドインデックスレンズ（以下、ＧＲＩＮレンズという）等が用いられる。
【０００７】
このような光モジュールＪ１では、光アイソレータ４、レンズ６Ａ、６Ｂ等は独立した部品として、それぞれが別々にホルダーに固定された後にアライメントされるので、部品点数が多く調整も煩雑で大型化するといった問題があった。
【０００８】
また、光モジュール全体を小型化しアライメントを容易にするために、図１１に示すように、先球９を備えたコア拡大光ファイバ１０を用いたファイバスタブに光アイソレータ４を実装した光デバイスＪ２も提案されている（特開平１０−６８９０９号公報等を参照）。
【０００９】
この光デバイスＪ２は、先球９を先端に形成したコア拡大光ファイバ１０を中心に保持したフェルール３に光アイソレータ４が配設され、全体がスリーブ１３内に固定されたファイバスタブ型光デバイスを構成している。光デバイスＪ２では、光アイソレータ４を備えていても光アイソレータの無い光モジュールと同等の工数で組み立てが可能になり非常に簡便に作製できる。
【００１０】
また、コア拡大光ファイバを用いているので、焦点ずれ（光軸と平行方向でコア拡大光ファイバどうしの距離に相当）のトレランスが大きいため、光ファイバどうしを離して、その間に光アイソレータ等の光学素子を設置しても結合損失が少ないという利点がある。
【００１１】
また、このようなコア拡大光ファイバは、一般的なシングルモード光ファイバを局所的に加熱して作られる。シングルモード光ファイバを加熱し、コアにドープされているＧｅ等のドーパントを拡散させ、ドーパントの拡散領域を広くするとともに比屈折率差を小さくしている。
【００１２】
光ファイバのコアとクラッドの比屈折率差が変らないままコア径が大きくなると、シングルモード条件が崩れマルチモードが励振されてしまう。コア拡大光ファイバの場合は、熱によるドーパントの拡散のため、コアの拡大と比屈折率差の低下が同時に起こり、自動的にｒ×（Ｄ）1/2が一定に保たれる。ここで、ｒは光ファイバのコアの半径、Ｄはコアとクラッドの比屈折率差、ｒ×（Ｄ）1/2は規格化周波数に比例する量であり、これが一定ならばシングルモード条件は保たれる。
【００１３】
図８にコア拡大光ファイバを用いた光結合の特性を示す。横軸に光ファイバ間の距離（対向間隔：または後記するコア拡大部に形成する溝の幅）、縦軸に光の結合損失を示す。ｗはそれぞれのモードフィールド径（以下、ＭＦＤと略記する）を示し、各曲線に対応する。なお、光の波長は光通信で一般に使われる１．３１μｍとし、溝（ファイバ間）は空気（屈折率ｎ＝１）で満たされていることとした。
【００１４】
ＭＦＤが１０μｍの場合は、光ファイバ間が７０μｍで１ｄＢ以上の損失があるのに対し、ＭＦＤが４０μｍの場合は、光ファイバ間が８００μｍでも損失が１ｄＢ以下であるので、ＭＦＤが大きくなると明らかに結合特性が改善されることがわかる。
【００１５】
また、マルチモード光ファイバであるＧＩ（グレイデッドインデックス）ファイバをレンズのように用い、円筒部材の中に光アイソレータを設置した例が知られている（米国特許５，３２５，４５６号を参照）。この場合、光アイソレータの両端を挟むようにＧＩファイバを設置し光学的な結合をとっている。
【００１６】
ここで、ＧＩファイバとは、光ファイバの中心軸から徐々に屈折率が下がるような軸対称の屈折率分布を持つ光ファイバであり、一般にはマルチモード伝送用に用いられている。ほとんどのＧＩファイバはほぼ２乗の屈折率分布を持つ。この屈折率分布はＧＲＩＮレンズと同ようにレンズ効果をもつため、適当な屈折率分布のＧＩファイバを適切な長さで用いれば結合光学系を構成することができる。また、ＧＩファイバの特性を示すパラメータとしては、クラッドとコア中心の屈折率差Δ、コア径Ｄ、収束パラメータＡがある。
【００１７】
さらに、ＧＩファイバ中の光線は図９に示すようなサインカーブの挙動を示すため、その長さをその光線挙動の周期に対応させてピッチ（Ｐ）で表す。図９は、横軸にピッチを表し、縦軸にＧＩファイバ内での光線の位置を示し、光が最も広がった個所を１として相対的に図示したものである。なお、Ｐ＝１はサインカーブの１周期（２π）に相当する。点光源から入射した光が平行光になるのは最短のピッチでＰ＝０．２５であり、再度、点に収束するのは最短のピッチでＰ＝０．５である。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、コア拡大光ファイバを使う場合は以下のような問題がある。
【００１９】
コア拡大光ファイバは前述のように光ファイバを加熱して作製している。コアを４０μｍ以上に拡大するためには、１０００℃以上の温度で数時間から数十時間の加熱が必要であり、非常に手間を要する。また、コア径が１０μｍから４０μｍになる部分は、コア径を徐々に拡大していくテーパ部が必要となる。このテーパ部を作製するためには光ファイバに大きな温度差を与えて局所加熱しなければならない。単にテーパ状のコアを形成するだけでなく、テーパ部の長さ，角度はで光学特性が大きく変化するため、急激な温度勾配と微妙な制御が必要となる。
【００２０】
またコア拡大部は数ｍｍであるにもかかわらず、デバイス１個につき必ず１回はこの熱加工が必要になり効率が悪い。
【００２１】
また、ＧＩファイバをレンズとして用いた光学系では、以下のような問題点がある。
【００２２】
シングルモード光ファイバの先端に、マルチモード光ファイバであるＧＩファイバを接続し、細孔の両端から挿入するが、細孔にはクリアランスが必要であり、光ファイバは細孔内でμｍ単位の位置ずれが必ず生じる。即ち両端から光ファイバを挿入してつき当てるが場合は必ず軸ずれが生じてしまう。しかも、細孔の中なのでずれを修正することが不可能である。
【００２３】
さらに、ＧＩファイバはレンズと同じ機能を有するため、焦点距離の調節が不可欠である。適当な幅を保持したまま固定しなければならず、固定作業中に光ファイバが動くと損失が増大するといった問題が発生する。また、両端から細孔に挿入した光ファイバを光学素子に押し当てて位置決めする場合、光学素子の厚さがＧＩファイバの結合長に合わせてあることが前提になる。さらに、光学素子の厚み交差で損失が生じる。また、素子とファイバ端面間が接触してしまうので、屈折率整合材等を充填するのが困難であるといった問題があった。
【００２４】
そこで本発明は、上述の諸問題を解消し、小型で集約され、受発光素子とのアライメントが容易で、光モジュールに好適な光導波体及びそれを備えた光導波デバイス並びに光モジュールを提供することを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の光モジュールの製造方法は、一端に光半導体素子を光接続させるためのレンズ部を有する第１シングルモード光ファイバの他端に、第１マルチモード光ファイバであり、長さが０．２５ピッチよりも長いグレイデッドインデックスファイバと、前記第1マルチモード光ファイバから出射される光のビームウェストと前記第１マルチモード光ファイバの出射端面との間の距離の2倍の長さのコアレス光ファイバと、第２マルチモード光ファイバであり、長さが０．２５ピッチよりも長いグレイデッドインデックスファイバと、第２シングルモード光ファイバとを順次一列に接続して光導波体を製造する工程と、軸方向に貫通孔が形成されているフェルール内に前記光導波体を挿入し固定する工程と、前記フェルールの貫通孔および前記コアレス光ファイバを横切るように素子搭載用溝を形成する工程と、前記素子搭載用溝に、前記コアレス光ファイバと光接続する光学素子を搭載する工程とを有することを特徴とする。
【００２８】
具体的には、例えば、ファイバスタブ型光デバイスともいえる光導波デバイスは、光導波体が受発光素子側から、第１シングルモード光ファイバ、第１マルチモード光ファイバ、他の光ファイバと外径が同一でコアを持たないコアレス光ファイバ、第２マルチモード光ファイバ、第２シングルモード光ファイバの順に接続され、これらがフェルール内に配設されるとともに光アイソレータや波長フィルタ等の光学素子を設置するための素子搭載用溝が前記コアレス光ファイバを横切る（第１、第２コアレス光ファイバに分離する）ように設けられ、該素子搭載用溝内に光学素子を配設してなることを特徴とする。
【００２９】
また、光ファイバ固定用のファイバ搭載用溝と受発光素子を実装するための導体パターンを有する光部品実装用基板において、光導波体が受発光素子側から、第１シングルモード光ファイバ、第１マルチモード光ファイバ、他の光ファイバと外径が同一でコアを持たないコアレス光ファイバ、第２マルチモード光ファイバ、第２シングルモード光ファイバの順に接続されて前記基板上に固定されるとともに、光学素子を設置するための素子搭載用溝が前記コアレス光ファイバを横切る（第１、第２コアレス光ファイバに分離する）ように設けられ、該素子搭載用溝内に光学素子を配設してなることを特徴とする。さらに、前記の光部品実装用基板において、複数の光ファイバ固定用のファイバ搭載用溝が並列して設けられていることを特徴とする。
【００３０】
最終的にファイバスタブ型光デバイスは光部品実装用基板上に設置されるが、光ファイバを保持するフェルールが必要なため低背化に限度があり、この場合は光部品実装用基板上に直接、光導波体と光学素子を実装することで低背化でき、また部品点数を減らすことができる。さらに、レーザーアレイのようなアレイ素子と光導波体をアライメントする場合も光部品実装用基板を用いれば容易である。光導波体のアレイ化も、予め、結合光学系を全て調整の上組み立てられている光導波体を用いるので可能である。
【００３１】
また、前記光導波体の受発光素子側は該受発光素子と光結合を得るために先球加工されていることを特徴とする。
【００３２】
さらに、前記ファイバスタブ型光デバイス、前記光部品実装用基板において、光導波体の途中に設けられたギャップに設置する光学素子が光アイソレータであることを特徴とする。光アイソレータは、偏光面が互いに４５度傾いた一対の偏光子の間に偏光面を４５度回転させるファラデー回転子を配し一体化して構成されるが、ファラデー回転子が自発磁化を有するものであれば、ファラデー回転子に磁界を印加する磁石を省くことができる。
【００３３】
また、基板上に、前記ファイバスタブ型光デバイスと受光または発光する光素子を、それぞれ配設して成る光モジュールを構成するものとする。
【００３４】
さらに、前記光部品実装用基板に受光または発光する光素子を、それぞれ配設して成る光モジュールを構成するものとする。
【００３５】
マルチモード光ファイバとして用いられるＧＩファイバとこのＧＩファイバに挟まれるコアレス光ファイバは、焦点距離調節と軸ずれ防止、組み立ての簡易化のために極めて重要な役割をもつ。もともと一本のファイバなのでこれを分断したものは軸ずれは原理的に発生しない。
【００３６】
コアレス光ファイバの長さによって予め焦点位置が精密に決定されており、保証されている。細孔内で調整するというような煩雑な作業が不要である。前述のような利点はコアレス光ファイバを分断する構造であるからこそ可能になっている。
【００３７】
これにより、ファイバスタブ内に光アイソレータ等の光素子をほぼアライメントフリーで実装したコンパクトな構成とすることができ、また同ようにコンパクトな光部品実装用基板とすることができる。さらに、光素子の結合状態の安定した光モジュールを容易に構成できる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る実施形態について模式的に図示した図面に基づき詳細に説明する。なお、各図において同一部材については、同一符号を付し説明を省略するものとする。
【００３９】
図１に示すように、本発明の光導波体Ｆは一端部に光半導体素子を光接続させるためのレンズ部（先球９）を有する第１シングルモード光ファイバ１Ａの他端部に、第１マルチモード光ファイバ２Ａ及び第１コアレス光ファイバ５Ａを順次一列に接続して成り、第１コアレス光ファイバ５Ａの光ファイバ非接続端部に光学素子である例えば光アイソレータ４を介して、第２コアレス光ファイバ５Ｂ、第２マルチモード光ファイバ２Ｂ、及び第２シングルモード光ファイバ１Ｂを順次一列に接続して成る。そして、光導波デバイスであるファイバスタブ型光デバイスＳ１はこの光導波体Ｆをフェルール３で保持して成る。
【００４０】
具体的には、ファイバスタブ型光デバイスＳ１は、アルミナ、ジルコニア、ガラス、ステンレス等から成るフェルール３内に、第１シングルモード光ファイバ１Ａ、第１マルチモード光ファイバである第１ＧＩファイバ２Ａ、コアを持たないコアレス光ファイバ５（第１コアレス光ファイバ５Ａ，第２コアレス光ファイバ５Ｂ）、第２マルチモード光ファイバである第２ＧＩファイバ２Ｂ、第２シングルモード光ファイバ１Ｂを順に縦列に接続した光導波体Ｆを収納して成る。フェルール３から突出した第１シングルモード光ファイバ１Ａの一端は、光半導体素子である受発光素子と光結合するためにレンズ部である先球９に加工されており、他端はフェルール３の端面にて研摩加工もしくは第２シングルモード光ファイバ１Ｂを一定長備えた形の所謂ピグテイル形状としている。フェルール３内で分断されたコアレス光ファイバ５は素子搭載用溝７内に配設した光学素子（例えば光アイソレータ４）を介して光接続させるようにしている。
【００４１】
ここで、上記コアレス光ファイバ５の長さは２つのＧＩファイバ２Ａ，２Ｂによるビームスポットが中央で一致するように調整されている。シングルモード光ファイバを伝播する光は単一のモードのみが可能で一定のＭＦＤを保っている。先球を備えることにより、光入射条件が変化してもシングルモード光ファイバから出射される光は、パワー以外は常に同一の条件でレンズ効果を持つマルチモード光ファイバに入射するので光結合特性が安定する。さらに、光入射部がマルチモード光ファイバであると、光入射条件により光出射条件が大きく変化するため、光学素子の挿入部での結合特性を保証できない。そこで、コアレス光ファイバを接続することにより予め焦点距離を厳密に調整し光ファイバ間の軸ずれを防止することができる。
【００４２】
なお、先端面３ｂは受発光素子との光結合のための実装に必要な長さに、第１シングルモード光ファイバ１Ａを突出させている。
【００４３】
具体的には、ＭＦＤが例えば１０μｍの第１シングルモード光ファイバ１Ａ、Ｐ（ピッチ）＞０．２５の第１ＧＩファイバ２Ａ、第１ＧＩファイバ２Ａから出射される光のビームウエストと第１ＧＩファイバ２Ａの出射端面の距離をｄとして、長さ２ｄのコアレス光ファイバ５、第１ＧＩファイバ２Ａと同じ長さの第２ＧＩファイバ２Ｂ、第２シングルモード光ファイバ１Ｂを縦列に接続し、第１シングルモード光ファイバ１Ａの先端を先球９に加工し光導波体Ｆとした。さらに、例えば直径１．２５ｍｍ，長さ１２ｍｍ程度のフェルール３の貫通孔３ａに光導波体Ｆを挿入し固定する。さらに、コアレス光ファイバ５の部分で貫通孔３ａを横切るように幅１ｍｍ程度の素子搭載用溝７を形成する。
【００４４】
なお、第２シングルモード光ファイバ１Ｂはフェルール３の後端面３ｃが一致するように研摩されるか、そのままファイバの余長をもったピグテイル形状にされる。そして、この素子搭載用溝７内に、偏光子１９Ａ，１９Ｂとファラデー回転子２０を一体成形後、切断して作製した光アイソレータ４を設置するとともに、光アイソレータ４の偏光子１９Ａ，１９Ｂの光入出射面とコアレス光ファイバ５の一端部との間に屈折率をコアレス光ファイバ５に整合させた透光性の屈折率整合接着剤８を設ける。なお、前述したように磁界印加手段は省略する。また、光アイソレータ４の表面は反射量０．２％以下の不図示の反射防止膜が形成されているものとする。
【００４５】
また、ＧＩファイバ端面に点光源があったときのコリメート条件はＰ＝０．２５だが、実際に結合効率が最も高いのは、２つのＧＩファイバからのビームウェストが一致する場合である。Ｐ＝０．２５ではビームウェストはちょうどＧＩファイバの出射端面に位置することになり、ＧＩファイバ間に光学素子を挟む場合はビームウェストは一致しない。従ってＧＩファイバの出射端面から離れた位置にビームウェストを形成するためにはＰ＞０．２５の条件が必要になる。
【００４６】
第１シングルモード光ファイバ１Ａの先球９から入った光は、第１ＧＩファイバ２Ａによってビーム径を拡大され、第１コアレス光ファイバ５Ａの中央でビームウェストをもつビームとなって光アイソレータ４を通過し、再び第２コアレス光ファイバ５Ｂ内を通過し、第２ＧＩファイバ２Ｂによりビーム径を１０μｍに収束させられ第２シングルモード光ファイバ１Ｂに伝播する。このファイバスタブ型光デバイスＳ１は、後端面３ｃにおいてフェルール３と同一形状で、中心部に伝送用のシングルモード光ファイバを保持したフェルールをもつコネクタ（図示せず）と接続される。
【００４７】
本発明によれば、伝送路中に光アイソレータ４などの光学素子を挿入する構成であっても、ほぼアライメントフリーとなる。また、マルチモード光ファイバとしてＧＩファイバを用いているが、焦点距離はコアレス光ファイバ５の長さで調整済みで、光導波体の組み立て時点で保証されており、光学素子の実装後に調整する必要がない。これは工程の簡略化ばかりでなく、工程の初期段階で、即ち光学素子等を固定する前に、結合効率の不具合が確認できるため、工程トータルの効率化と不良による損害を大幅に減らすことが可能になる。
【００４８】
また、ここではコアレス光ファイバ５を分断する素子搭載用溝７内に特に光アイソレータ４を用いる例を示したが、波長板や波長フィルターといった光学素子でも適用できるのは言うまでもない。
【００４９】
本発明の光導波デバイスは、図３に示す構成としてもよい。すなわち、上述した光導波体Ｆを構成する光ファイバを基板１４に形成したファイバ搭載用溝１２に配設するとともに、光導波体Ｆを構成する光学素子４をファイバ搭載用溝１２を横切るように形成した素子搭載用溝７に配設した光導波デバイスＳ２としてもよい。この構成によれば、極めて簡便に光モジュールを作製でき、さらに、ファイバスタブ型光デバイスと比べ、フェルールを用いない分、小型化・低背化に寄与することができる。
【００５０】
また、本発明の光モジュールは、基板上に、上記光導波体Ｆと、光導波体Ｆの第１シングルモード光ファイバ１Ａのレンズ部に光接続させる光半導体素子とをそれぞれ配設して成るものであり、例えば、図５に示すように、基板１４上にファイバスタブ型光デバイスＳ１を搭載したり、図６に示すように、基板１４に光導波体Ｆを搭載して、これらに光半導体素子を光接続させることで構成してもよい。
【００５１】
【実施例】
以下、本発明のより具体的な実施例について詳細に説明する。
【００５２】
〔例１〕
図２（ａ）〜（ｆ）を用いて説明する。図２（ａ）に示すように、ＭＦＤが約１０μｍの石英系シングルモード光ファイバ１Ａの先端に、Δ＝０．８５％、コア径が１０５μｍ、収束パラメータＡ＝３．３７×１０−６μｍ−２、ＧＩファイバ２Ａを放電加工により融着し、Ｐ＝０．２５８（６５３μｍ）になるようＧＩファイバ２Ａを切断した。
【００５３】
周囲の媒質がｎ＝１．４６（コアレス光ファイバ５の屈折率に相当）であれば、ＧＩファイバ２Ａの端面１５から、このＧＩファイバ２Ａで形成される出射光のビームウェストまでの距離は５５０μｍとなる。
【００５４】
次に、図２（ｂ）に示すように、ｎ＝１．４６の屈折率をもつコアレス光ファイバ５をＧＩファイバ２Ａに放電加工により融着し、１１００μｍの長さで切断した。そして、図２（ｃ）に示すように、ＧＩファイバ２Ａと同じ構成のＧＩファイバ２Ｂ、シングルモード光ファイバ１Ｂをこの順に融着接続し、最後に、図２（ｄ）のようにシングルモード光ファイバ１Ａの一端に研摩加工によりＲ＝５μｍの先球９を形成した。
【００５５】
次に、図２（ｅ）のように直径１．２５ｍｍ，長さ１２ｍｍのジルコニア製のフェルール３の貫通孔３ａに挿入固定した。この固定にはエポキシテクノロジー社製熱硬化型エポキシ接着剤エポテック３５３ＮＤを用いた。さらに、コアレス光ファイバ５の部分で貫通孔３ａを横切るように、幅１ｍｍの素子搭載用溝７を形成した。なお、この加工にはＤＩＳＣＯ製ダイサーブレードＳＤＣ３２０Ｒ１０ＭＢ０１を用いた。
【００５６】
そして、図２（ｆ）に示すように、この素子搭載用溝７内において、偏光子１９Ａ，１９Ｂ，ファラデー回転子２０を一体成形後、切断して作製した光アイソレータ４を設置した。ここで、コアレス光ファイバ５と屈折率を整合させた紫外線硬化型接着剤や熱硬化型の接着材８（例えばＮＴＴアドバンストテクノロジー社の紫外線硬化型エポキシ接着剤＃９５３９、ダイキン工業社製の紫外線硬化型接着剤オプトダイン、エポキシテクノロジー社製熱硬化型接着剤エポテック３５３ＮＤ等）を用いた。
【００５７】
光アイソレータ４は、偏光子１９Ａ，１９Ｂ（厚さ２００μｍ、屈折率１．５）、ファラデー回転子２０（磁性ガーネット、厚さ３５０μｍ、屈折率２．２）から成り、各々の光透過面は反射防止膜を形成した後に、エポキシ系の透光性の接着剤（例えばエポキシテクノロジー社製熱硬化型接着剤エポテック３５３ＮＤ）で接合されている。なお、光アイソレータ４は１０ｍｍ角以上の大型の素子で一括アライメントを行い接着した後に、４００μｍ角に切断されている。厚さは７５０μｍとなる。また、ここでは自発磁化型のガーネットを用いるため磁石は不要である。
【００５８】
なお、本発明のファイバスタブ型光デバイスにおいては、ＬＤモジュールに実装する際に、ＬＤ側のコア拡大光ファイバの端面は、反射を防ぎ結合効率も同時に向上させるため先球部９としているが、光モジュールの設計によっては、レンズを設けても良い。
【００５９】
〔例２〕
図３に示すように、例１の光導波体Ｆを受発光素子を実装するための電極１１（電極１１Ａ、１１Ｂ）とファイバ固定用のＶ溝１２をもつ基板１４に実装した光導波デバイスである光部品実装用基板Ｓ２である。なお、図中２４は光導波体Ｆの先端部を止めるためのストッパー溝である。
【００６０】
光導波体Ｆの作製手順は実施例１と同様で、光導波体Ｆが組み立てられた段階で光学特性は保証されている。
【００６１】
光導波体Ｆは基板１４に固定された後、コアレス光ファイバ５の部分で素子搭載用溝７が形成され、光アイソレータ４が設置された後、コアレス光ファイバ５の分断面と光アイソレータの入出射端面を満たすように屈折率整合接着剤８（ＮＴＴアドバンストテクノロジー社製屈折率整合紫外線硬化接着剤＃９５３９）で接着する。基板１４はファイバ固定用Ｖ溝１２と受発光素子実装用電極１１の相対位置精度が非常に精密に（±０．５μｍ）作られており、この電極１１上にＬＤを実装するだけで先球９と光結合が可能となり、極めて簡便にモジュールを作製できる。さらに、ファイバスタブ型デバイスと比べ、フェルールを用いない分小さくすることが可能で、モジュールの低背化に寄与する。
【００６２】
〔例３〕
図４は例２の光部品実装用基板Ｓ２において、ＬＤアレイ等のアレイ素子に対応するための電極１１とＶ溝１２のアレイを形成した光導波デバイスＳ３である。Ｖ溝１２のアレイに光導波体Ｆを整列させ固定後、素子搭載用溝７を形成し、横方向に長い光アイソレータ４を設置し、光導波体Ｆの分断面と、光アイソレータ４の入出射面間を満たすように屈折率整合接着剤８を充填固定する。
アレイ素子は受発光のための領域がごく接近しており、バルク状のレンズを用いると光ファイバを横方向に接近させておくことができない。また図４のように、ファイバアレイに一括して溝を形成しているため、工程が簡略化でき、さらに光導波体Ｆが接近しているため、ごく小型の光アイソレータ４で充分機能するので材料の節約が可能となる。
【００６３】
〔例４〕
上記例１で形成したファイバスタブ型光デバイスＳ１を用いてＬＤモジュールＭ１を構成した例を図５に示す。基板１４のＶ型の溝に、ＬＤ側端面を先球ファイバにしたファイバスタブ型光デバイスＳ１を固定した。基板１４をペルティエクーラー１７に載置することにより、ＬＤ１５は一定の温度に保持され安定した状態で動作した。ＰＤ１６は光強度を安定化するためにＬＤ１５の光をモニターする。スリーブ１３は外部からコネクタ（図示せず）を嵌合し光結合させる。全体はパッケージ１８内に気密封止されている。
【００６４】
以上のような構成により、ＬＤ１５と先球ファイバをアライメントするだけで、ＬＤモジュールの光学的調整は全て完了する。また、光学系の全てがフェルール３内にあるため、小型化を図ることができ、極めて安定し経時変化が少ないＬＤモジュールＭ１が提供できた。
【００６５】
〔例５〕
上記例２、例３で形成した光部品実装用基板Ｓ２、Ｓ３を備えたＬＤモジュールＭ２を図６に示す。光部品実装用基板Ｓ２の電極１１（１１Ａ、１１Ｂ）にＬＤ１５、ＰＤ１６を実装した後、ペルティエクーラー１７に載置し、シングルモード光ファイバ１Ｂの余長はパイプ２５内で半田２６で気密封止を行い外部に引き出した。
【００６６】
以上のような構成により、光部品実装用基板Ｂ１にＬＤ１５とＰＤ１６を実装するだけでＬＤモジュールＭ２の光学的調整は全て完了する。このＬＤモジュールＭ２によれば、フェルール３を用いたファイバスタブ型光デバイスＳ１に比べ小型化を図ることができ、極めて安定し経時変化が少ないＬＤモジュールＭ２が提供できた。
【００６７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の光導波体及びそれを備えた光導波デバイス並びによれば、以下の顕著な効果を奏することができる。
【００６８】
光学レンズを用いないので簡略な構成で安価に作製が可能である。
【００６９】
基本となる光導波体は、マルチモード光ファイバとコアレス光ファイバの接続部の調整のみでよく、調整軸が少なく組み立てが容易である。
【００７０】
マルチモード光ファイバとマルチモード光ファイバに挟まれるコアレス光ファイバは、焦点距離調節と軸ずれ防止、組み立ての簡易化の役割をもつ。一本のファイバなのでこれを分断したものは軸ずれは原理的に発生しない。
【００７１】
コアレス光ファイバの長さによって予め焦点位置が精密に決定されており、保証されている。フェルールの細孔の両端から挿入する場合の細孔内で調整するというような煩雑な作業が不要である。
【００７２】
また、光導波体に光学素子を挿入する場合は、コアレス光ファイバ部に溝を形成すれば良い。溝位置はコアレス光ファイバの範囲でさえあればずれても全く問題が生じないため極めて作製しやすい。光アイソレータの挿入はほぼアライメントフリーで行うことができる。
【００７３】
光ファイバを用いた光学系であるが作製に手間がかかり、制御の難しいコア拡大光ファイバを用いなくともよい。
【００７４】
光導波体をフェルールに収納した光導波デバイスであるファイバスタブ型光デバイスは、小型で安定性が高い。さらに、光導波体を基板に実装した光導波デバイスである光部品実装用基板は、より小型化・低背化が可能である。
【００７５】
小型で作製容易、安価で経時変化の少ない優れた光モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るファイバスタブ型光デバイス（光導波デバイス）を模式的に説明する断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｆ）は本発明に係るファイバスタブ型光デバイスの作製工程を模式的に説明する断面図である。
【図３】（ａ）は本発明に係る光部品実装用基板（光導波デバイス）を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】（ａ）は本発明に係る光部品実装用基板（光導波デバイス）を示す上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】本発明に係る光モジュールを模式的に説明するための断面図である。
【図６】本発明に係る光モジュールを模式的に説明するための断面図である
【図７】光アイソレータの動作を模式的に示す斜視図である。
【図８】コア拡大光ファイバの結合間隔と回折損失の関係を示すグラフである。
【図９】ＧＩファイバ内の光の挙動を説明する模式図である。
【図１０】従来の光モジュールを説明する一部断面図である。
【図１１】従来のコア拡大光ファイバに光アイソレータを実装したデバイスを説明する断面図である。
【符号の説明】
１、１Ａ、１Ｂ：シングルモード光ファイバ
２Ａ、２Ｂ：ＧＩファイバ（マルチモード光ファイバ）
３：フェルール
３ａ：貫通孔
４：光アイソレータ
５：コアレス光ファイバ
６Ａ，６Ｂ：レンズ
７：素子搭載用溝
８：屈折率整合接着剤
９：先球
１０：コア拡大光ファイバ
１１：電極
１２：Ｖ溝（ファイバ搭載用溝）
１３：スリーブ
１４：基板
１５：ＬＤ（発光素子）
１６：ＰＤ（受光素子）
１７：ペルティエクーラー
１８：パッケージ
１９Ａ，１９Ｂ：偏光子
２０：ファラデー回転子
２２：順方向入射光
２３：逆方向入射光
２４：ストッパー溝
２５：パイプ
３２：ラバーブーツ
Ｊ１：光モジュール
Ｊ２：光デバイス
Ｍ１，Ｍ２：光モジュール
Ｓ１：ファイバスタブ型光デバイス（光導波デバイス）
Ｆ：光導波体
Ｓ２、Ｓ３：光部品実装用基板（光導波デバイス）
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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