(57)【要約】【課題】構成を複雑化することなく、駆動可能な温度範囲を広げることが可能な光モジュールを提供すること。【解決手段】本発明の光モジュールは、発光素子(10)と、光ファイバ(102)の一端を支持し、当該光ファイバを上記発光素子と光結合させるコネクタ部品(101)と、周囲温度の増加に伴って受光感度が増加する特性（すなわち正の温度特性）を有し、上記発光素子から出射する光の一部成分を受光するモニタ用受光素子(20)と、を含んで構成される。また、周囲温度の増加に伴って屈折率が減少する特性を有するレンズ(16)を更に含み、発光素子(10)とレンズ(16)との相互間距離を、周囲温度が室温より高い所定温度のときのレンズ(16)の焦点位置が光ファイバ(102)の一端と一致するように設定する。【選択図】図１
2007164132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、
光ファイバの一端を支持し、当該光ファイバを前記発光素子と光結合させるコネクタ部品と、
周囲温度の増加に伴って受光感度が増加する特性を有し、前記発光素子から出射する光の一部成分を受光するモニタ用受光素子と、
を含む、光モジュール。
【請求項２】
前記発光素子と前記コネクタ部品との相互間に配置される半透過板を更に含み、
前記モニタ用受光素子は、前記半透過板による反射光を前記光の一部成分として受光する、請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記周囲温度の増加に伴って屈折率が減少する特性を有し、前記発光素子と前記半透過板との間に配置されるレンズを更に含み、
前記発光素子と前記レンズとの相互間距離は、前記周囲温度が室温より高い所定温度のときの前記レンズの焦点位置が前記光ファイバの一端と一致するように設定される、請求項１に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記室温より高い所定温度は、前記光モジュールの動作範囲の上限である、請求項３に
記載の光モジュール。
【請求項５】
レーザビームを出射する端面を有する発光素子と、
レーザビームを焦点に集光し、入力側主面と出力側主面を有するレンズと、
レンズによって集光されたレーザビームを受光する端部を有し、受光したレーザビームをモジュールの外部に出力する光ファイバと、
前記発光素子、前記レンズ及び前記光ファイバを支持し、
前記発光素子の端部と前記レンズの入力側主面との入力側距離と、前記レンズの出力側主面と前記光ファイバとの出力側距離とを確保する支持部材と、
を有する光モジュールであって、
前記支持部材は、
当該光モジュールの温度が第１温度の場合に、前記レンズの焦点を、前記光ファイバの端面から離間した第１位置に位置あわせし、
当該光モジュールの温度が前記第１温度より高温の第２温度の場合に、前記レンズの焦点を、前記第１位置より前記光ファイバの端面に近い第２位置に位置あわせする光モジュール。
【請求項６】
前記レンズの屈折率は、前記第１温度の場合より前記第２温度の場合において小さい、請求項５に記載の光モジュール。
【請求項７】
前記レンズの出力側主面と前記第２位置までの距離は、前記レンズの出力側主面と前記第１位置までの距離より大きい、請求項５に記載の光モジュール。
【請求項８】
発光素子と、
光ファイバの一端を支持し、当該光ファイバを前記発光素子と光結合させるコネクタ部品と、
周囲温度の増加に伴って反射率が増加する特性を有し、前記発光素子と前記コネクタ部品との相互間に配置される半透過板と、
前記半透過板による反射光を受光するモニタ用受光素子と、
を含む、光モジュール。
【請求項９】
発光素子と、
光ファイバの一端を支持し、当該光ファイバを前記発光素子と光結合させるコネクタ部品と、
周囲温度の増加に伴って反射率が減少する特性を有し、前記発光素子と前記コネクタ部品との相互間に配置される半透過板と、
前記周囲温度の増加に伴って受光感度が増加する特性を有し、前記半透過板による反射光を受光するモニタ用受光素子と、
を含む、光モジュール。
【請求項１０】
前記半透過板は、透明基板と当該透明基板の一方面に形成された誘電体多層膜とを含む、請求項８又は９に記載の光モジュール。
【請求項１１】
前記周囲温度の増加に伴って屈折率が減少する特性を有し、前記発光素子と前記半透過板との間に配置されるレンズを更に含み、
前記発光素子と前記レンズとの相互間距離は、前記周囲温度が室温より高い所定温度のときの前記レンズの焦点位置が前記光ファイバの一端と一致するように設定される、請求項８又は９に記載の光モジュール。
【請求項１２】
前記室温より高い所定温度は、前記光モジュールの動作範囲の上限である、請求項８又は９に記載の光モジュール。
【請求項１３】
発光素子と、
光ファイバの一端を支持し、当該光ファイバを前記発光素子と光結合させるコネクタ部品と、
前記周囲温度の増加に伴って屈折率が減少する特性を有し、前記発光素子と前記コネクタ部品との相互間に配置されるレンズと、
前記発光素子と前記コネクタ部品との相互間に配置される反射面と、
周囲温度の増加に伴って受光感度が増加する特性を有し、前記発光素子から出射する光の前記反射面による反射光を受光するモニタ用受光素子と、
を含み、
前記発光素子から出射する光の前記レンズによる焦点は、第１温度の場合、前記光ファイバの端面から離間した第１位置であり、前記第１温度より高温の第２温度の場合、前記第１位置より前記光ファイバの端面に近い第２位置である光モジュール。
【請求項１４】
前記レンズは、前記反射面より前記発光素子側に配置されている請求項１３記載の光モジュール。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれかに記載の光モジュールを備える光通信装置。
【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モジュール及び光通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光モジュールには種々の形態があり、その１つとして、発光素子から出射する光の一部をモニタ用受光素子によって受光し、その光量をモニタする構造の発光モジュールが知られている。この種の発光モジュールでは、受光光量に応じてモニタ用受光素子から出力される電流に基づいて発光素子の駆動電流をフィードバック制御することにより、周囲環境の変化や発光素子の経時劣化等によらず、発光素子の発光光量を一定にすることが可能となる。特に、発光素子として面発光型垂直共振器型レーザ（VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting Laser）を用いた場合には、周囲温度による光量変動が大きいため、光量を一定にするためには周囲温度が高くなるほど駆動電流を大きくするフィードバック制御（APC:Auto Power Control）が重要となる。この際、理想的な条件としては、発光素子から出射し、例えばレンズ等を介して光ファイバに結合する光の光量（ファイバ結合光量）と、モニタ用受光素子により受光される光量（モニタ光量）とが比例していることが望まれる。そのため従来では、モニタ用受光素子やレンズ等の各部材の温度特性をなるべく低減し、周囲温度によらずモニタ光量とファイバ結合光量との間の比例関係が保たれるようにしていた（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
しかし、上記のように各部材の温度特性を抑えたとしても、ＶＣＳＥＬの出射光の放射角が周囲温度によって変動することに起因して、モニタ用受光素子への入射光量が周囲温度の上昇に伴って低下する現象が生じる。この現象に対する解決策として、例えばモニタ用受光素子の受光部の面積を十分に大きくすることが考えられるが、実装上の制約から限界があり、また、光モジュールの小型化の要請にも反する。
【０００４】
また、上記のようなフィードバック制御（ＡＰＣ）を行う場合、光モジュールの動作可能な温度範囲は発光素子の特性に依存する。具体的には、ＶＣＳＥＬ等の発光素子の光出力は周囲温度が高温になるほど低下するため、室温（例えば２５℃程度）における光出力をあまり高く規定すると、周囲温度が上昇したときに室温時と同じ光出力を確保できなくなる。これに対して、光出力を低めに規定しておけば周囲温度が上昇した際にも所望の光出力を確保できることになり、光モジュールの動作可能な温度範囲を広げることができる。しかし、光出力を低めに規定すると、発光素子を高速変調駆動した場合における光信号の波形品質の劣化を招く。この不都合は周囲温度が低下するほど更に顕著となる。従って、現実的には光出力をあまり低く規定することができないことになる。このことを換言すれば、光モジュールの動作可能な温度範囲を広げることができないということになる。
【０００５】
そこで、光モジュールの動作可能な温度範囲を広げるために、発光素子自体の温度特性を向上させる手法や、発光素子自体の温度を一定に保つような機構を設ける手法が検討されている。しかし、発光素子の温度特性を向上させ、且つ高速変調を実現可能にするには、素子構造の複雑な設計が必要となる不都合がある（例えば、特許文献３、４参照）。また、発光素子自体の温度を一定に保つためには、例えばヒートシンク等の機構を設ける必要が生じる（例えば、特許文献５参照）。しかし、このような手法は光モジュールの構成部品の点数が多くなる不都合や、光モジュールの小型化の要請に反する不都合がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−７２０７２号公報
【特許文献２】特開平１０−６５１８９号公報
【特許文献３】特開平６−５９１６号公報
【特許文献４】特開２００４−２１４３１１号公報
【特許文献５】特開２００３−３１８４８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は、構成を複雑化することなく、駆動可能な温度範囲を広げることが可能な光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】
【０００８】
（１）本発明の光モジュールは、発光素子と、光ファイバの一端を支持し、当該光ファイバを上記発光素子と光結合させるコネクタ部品と、周囲温度の増加に伴って受光感度が増加する特性（すなわち正の温度特性）を有し、上記発光素子から出射する光の一部成分を受光するモニタ用受光素子と、を含んで構成されている。ここで「周囲温度」とは、光モジュールの周囲の環境温度をいう。
【０００９】
かかる構成によれば、構成を複雑化することなく、光モジュールの駆動可能な温度範囲を広げることが可能となる。
【００１０】
好ましくは、上記発光素子と上記コネクタ部品との相互間に配置される半透過板を更に含み、上記モニタ用受光素子は、上記半透過板による反射光を上記光の一部成分として受光する。
【００１１】
かかる構成によれば、フィードバック制御のために必要なモニタ光を容易に得ることができる。
【００１２】
好ましくは、上記周囲温度の増加に伴って屈折率が減少する特性を有し、上記発光素子と上記半透過板との間に配置されるレンズを更に含み、上記発光素子と上記レンズとの相互間距離は、上記周囲温度が室温より高い所定温度ときの上記レンズの焦点位置が上記光ファイバの一端と一致するように設定される。より詳細には、上記室温より高い所定温度は、例えば上記光モジュールの動作範囲の上限に設定される。ここで「室温」とは概ね２５℃程度をいう。
【００１３】
かかる構成によれば、周囲温度の変動に起因する光ファイバへの結合光量の変動を抑制することができる。
【００１４】
（２）本発明の光モジュールは、レーザビームを出射する端面を有する発光素子と、レーザビームを焦点に集光し、入力側主面と出力側主面を有するレンズと、レンズによって集光されたレーザビームを受光する端部を有し、受光したレーザビームをモジュールの外部に出力する光ファイバと、上記発光素子、上記レンズ及び上記光ファイバを支持し、上記発光素子の端部と上記レンズの入力側主面との入力側距離と、上記レンズの出力側主面と上記光ファイバとの出力側距離とを確保する支持部材と、を有する光モジュールであって、上記支持部材は、当該光モジュールの温度が第１温度の場合に、上記レンズの焦点を、上記光ファイバの端面から離間した第１位置に位置あわせし、当該光モジュールの温度が上記第１温度より高温の第２温度の場合に、上記レンズの焦点を、上記第１位置より上記光ファイバの端面に近い第２位置に位置あわせする。
【００１５】
かかる構成によれば、構成を複雑化することなく、光モジュールの駆動可能な温度範囲を広げることが可能となる。また、光結合効率の低下を抑制することができる。
【００１６】
好ましくは、上記レンズの屈折率は、上記第１温度の場合より上記第２温度の場合において小さい。
【００１７】
かかる構成によれば、レンズの屈折率の変化を利用し、光結合効率の低下を抑制することができる。
【００１８】
好ましくは、上記レンズの出力側主面と上記第２位置までの距離は、上記レンズの出力側主面と上記第１位置までの距離より大きい。
【００１９】
かかる構成によれば、上記距離（焦点）が変化しても、光結合効率の低下を抑制することができる。
【００２０】
（３）本発明にかかる光モジュールは、発光素子と、光ファイバの一端を支持し、当該光ファイバを上記発光素子と光結合させるコネクタ部品と、周囲温度の増加に伴って透過率が減少する特性（負の温度特性）を有し、上記発光素子と上記コネクタ部品との相互間に配置される半透過板と、上記半透過板による反射光を受光するモニタ用受光素子と、を含んで構成されている。ここで「周囲温度」とは、光モジュールの周囲の環境温度をいう。
【００２１】
かかる構成によれば、構成を複雑化することなく、光モジュールの駆動可能な温度範囲を広げることが可能となる。
【００２２】
（４）本発明にかかる光モジュールは、発光素子と、光ファイバの一端を支持し、当該光ファイバを上記発光素子と光結合させるコネクタ部品と、周囲温度の増加に伴って透過率が増加する特性（正の温度特性）を有し、上記発光素子と上記コネクタ部品との相互間に配置される半透過板と、上記周囲温度の増加に伴って受光感度が増加する特性（正の温度特性）を有し、上記半透過板による反射光を受光するモニタ用受光素子と、を含んで構成されている。
【００２３】
かかる構成によれば、構成を複雑化することなく、光モジュールの駆動可能な温度範囲を広げることが可能となる。
【００２４】
好ましくは、上記半透過板は、透明基板と当該透明基板の一方面に形成された誘電体多層膜とを含む。
【００２５】
これにより、透過率に関して負の温度特性を有する半透過板を容易に実現し得る。
【００２６】
好ましくは、上記周囲温度の増加に伴って屈折率が減少する特性を有し、上記発光素子と上記半透過板との間に配置されるレンズを更に含み、上記発光素子と上記レンズとの相互間距離は、上記周囲温度が室温より高い所定温度のときの上記レンズの焦点位置が上記光ファイバの一端と一致するように設定される。より詳細には、上記室温より高い所定温度は、例えば上記光モジュールの動作範囲の上限に設定される。ここで「室温」とは概ね２５℃程度をいう。
【００２７】
かかる構成によれば、周囲温度の変動に起因する光ファイバへの結合光量の変動を抑制することができる。
【００２８】
（５）本発明にかかる光モジュールは、発光素子と、光ファイバの一端を支持し、当該光ファイバを上記発光素子と光結合させるコネクタ部品と、上記周囲温度の増加に伴って屈折率が減少する特性を有し、上記発光素子と上記コネクタ部品との相互間に配置されるレンズと、上記発光素子と上記コネクタ部品との相互間に配置される反射面と、周囲温度の増加に伴って受光感度が増加する特性を有し、上記発光素子から出射する光の上記反射面による反射光を受光するモニタ用受光素子と、を含み、上記発光素子から出射する光の上記レンズによる焦点は、第１温度の場合、上記光ファイバの端面から離間した第１位置であり、上記第１温度より高温の第２温度の場合、上記第１位置より上記光ファイバの端面に近い第２位置である。
【００２９】
かかる構成によれば、構成を複雑化することなく、光モジュールの駆動可能な温度範囲を広げることが可能となる。
【００３０】
好ましくは、上記レンズは、上記反射面より上記発光素子側に配置されている。
【００３１】
これにより、発光素子と反射面との距離を確保でき、モニタ用受光素子と発光素子とを離間して配置することができる。
【００３２】
（６）本発明は、上記光モジュールを備える光通信装置（光トランシーバ）である。具体的には、本発明にかかる光通信装置は、例えば上記光モジュールと、この光モジュールに駆動信号を供給する回路部と、を備えて構成される。
【００３３】
これにより、駆動可能な温度範囲の広い高性能な光通信装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００３５】
＜実施形態１＞
図１は、本実施形態の光モジュールの構成を説明する断面図である。本実施形態の光モジュールは、カンパッケージ１００とコネクタ部品１０１とを位置合わせし、接着剤１２を用いて両者を固定して構成されている。コネクタ部品１０１は、光ファイバ１０２の一端を支持し、当該光ファイバ１０２をカンパッケージ１００内の発光素子１０と光結合させる。
【００３６】
カンパッケージ１００は、発光素子１０を金属等からなる筐体によりパッケージングして構成されている。本実施形態では、発光素子１０としてマルチモード発光するＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser Diode）を考える。発光素子１０の出射光の波長は、例えば８５０ｎｍである。また、カンパッケージ１００は、発光素子１０の光出力を監視するための構成としてモニタ用受光素子２０及び半透過ガラス板（半透過板）２２を備えている。半透過ガラス板２２は、その一方の面が発光素子１０の出射光の光軸に対して斜め（すなわち直交しない状態）になるようにして、発光素子１０とレンズ１６との間に配置されている。この半透過ガラス板２２は、表面に極薄い金属薄膜がコーティングされており、発光素子１０の出射光のうち一部成分を反射する。モニタ用受光素子２０は、半透過ガラス板２２によって生じた反射光を受光可能な位置に配置されており、受光光量に応じた電流（以下「モニタ電流」という。）を発生する。このモニタ用受光素子２０は、例えばフォトダイオードやフォトトランジスタなどの半導体素子からなる。
【００３７】
コネクタ部品１０１は、カンパッケージ１００を支持する孔状の支持部１４と、発光素子１０と光軸を合わせて配置され、発光素子１０から出射する光を集光して光ファイバ１０２の一端に導くレンズ１６と、光ファイバ１０２の一端が装着され、これを支持するスリーブ部１８と、を備える。本例では、光ファイバ１０２の一端にはフェルールが装着されており、当該フェルールがスリーブ部１８に挿入される。ここで、光ファイバ１０２は、例えばコア径５０μｍ、クラッド径１２５μｍ、ＮＡ０．２１のＧＩ（Graded Index）マルチモードファイバである。
【００３８】
図２は、モニタ用受光素子のモニタ電流の温度特性を示すグラフである。図２に示すグラフにおいて、横軸は温度、縦軸はモニタ用受光素子２０に対して一定光量の光を入射させた際のモニタ電流を示している。なお、モニタ電流については、２５℃における出力値を基準として正規化されている。本実施形態のモニタ用受光素子２０は、周囲温度の増加に伴って受光感度が増加する特性（すなわち正の温度特性）を有する。このため、図２に示すように、モニタ用受光素子２０の受光面に入射する光量が一定値であっても、モニタ電流は周囲温度の上昇に伴って増加する。ここで、本実施形態における「周囲温度」とは光モジュールの周囲の環境温度をいう。より具体的には、本実施形態のモニタ用受光素子２０は、波長８５０ｎｍの光に対する温度係数が０．２％／℃である。このような温度特性の付与は、例えば、モニタ用受光素子２０が上記のように半導体素子からなる場合には、ｎ型領域への不純物添加量（ドーピング量）を通常よりも増やすことや、光吸収層の厚さを通常よりも薄くすること、或いは反射防止用コート膜の設計波長を調整すること、等の手法によって実現することができる。
【００３９】
図３は、本実施形態の光モジュールにおける発光素子へ供給する駆動電流とモニタ電流との関係を示すグラフである。また、図４は、比較例の光モジュールにおける発光素子へ供給する駆動電流とモニタ電流との関係を示すグラフである。ここで、比較例の光モジュールは、モニタ用受光素子として温度特性を有しないものを用いている点を除いては、本実施形態の光モジュールと同様の構成を有している（図１参照）。周囲温度の変動によらずモニタ電流が一定値となるように光モジュールを駆動する場合、当該フィードバック制御におけるモニタ電流の目標として定め得る値は、周囲温度が上限値のときに得られるモニタ電流の最大値により制限される。本実施形態の光モジュールでは、図３に示すように、周囲温度８５℃におけるモニタ電流をフィードバック制御の目標値とする場合、周囲温度２５℃の場合において発光素子１０に供給されるべき駆動電流は７．６ｍＡとなる。これに対して、比較例の光モジュールでは、図４に示すように、周囲温度８５℃におけるモニタ電流をフィードバック制御の目標値とする場合、周囲温度２５℃の場合において発光素子１０に供給されるべき駆動電流は６．２ｍＡとなる。すなわち、本実施形態の光モジュールは、比較例の光モジュールに比べて周囲温度２５℃における駆動電流（バイアス電流）が１．４ｍＡ上昇している。これは、ある温度範囲において発光素子１０を駆動可能な電流値の幅が広がったことを意味する。換言すれば、発光素子１０を駆動可能な温度範囲が広がったことになる。
【００４０】
図５は、モニタ電流が一定となるように制御して駆動した場合における発光素子（ＶＣＳＥＬ）の光出力の温度特性を示すグラフである。本実施形態では正の温度特性を有するモニタ用受光素子２０を用いているため、モニタ電流が一定となるように発光素子１０を駆動した場合には、図示のように、発光素子１０の光出力は周囲温度が上昇するにつれて低下する傾向を示す。すなわち、本条件下における発光素子の光出力は、負の温度依存性を有することになる。そこで、本実施形態の光モジュールは、レンズ１６の屈折率特性に温度依存性を持たせるとともに、レンズ１６と発光素子１０の一端との相互間距離を工夫することにより、発光素子１０の光出力の変動による光結合効率の低下を回避している。以下、更に具体的に説明する。
【００４１】
図６は、レンズと発光素子の一端との相互間距離について説明する図である。図６では、発光素子１０から出射する光（光軸Ｌ）がレンズ１６を介して光ファイバ１０２の一端へ至る際の光線が模式的に示されている。ここで、レンズ１６は樹脂を用いて形成されており、周囲温度の増加に伴って屈折率が減少するという特性を有する。具体的には、本実施形態のレンズ１６は、２５℃時における屈折率が１．６４程度であり、−１．９×１０-4（１／℃）の温度依存性を有する。図６（Ａ）及び図６（Ｂ）のそれぞれにおいて、実線で示された光線は周囲温度が２５℃時におけるものであり、点線で示された光線は周囲温度が８５℃時におけるものである。ここで、本実施形態の光モジュールはその動作可能な範囲（動作範囲）の上限が８５℃であるとする。
【００４２】
図６（Ａ）は、周囲温度２５℃時におけるレンズ１６の焦点に光ファイバ１０２の一端を配置した場合について示している。この場合、周囲温度２５℃時（室温時）における光ファイバ１０２への光結合効率が最も高くなり、周囲温度が２５℃よりも低温の場合又は高温の場合のそれぞれについては光結合効率が低下する。その様子を示したのが図７のグラフ（比較例）である。これに対して、図６（Ｂ）は、周囲温度８５℃時におけるレンズ１６の焦点に光ファイバ１０２の一端を配置した場合について示している。具体的には、発光素子１０の出射端は、周囲温度２５℃時における位置よりも光軸Ｌに沿って距離ｄだけ遠ざける方向へずらして配置されている。換言すれば、発光素子１０とレンズ１６との相互間距離は、周囲温度が２５℃（室温）より高い所定温度（本例では光モジュールの動作範囲の上限である８５℃）ときのレンズ１６の焦点位置が光ファイバ１０２の一端と一致するように設定される。この場合、周囲温度８５℃時における光ファイバ１０２への光結合効率が最も高くなり、周囲温度が８５℃よりも低温になるにつれて光結合効率が低下する。その様子を示したのが図７のグラフ（実施例）である。図７に示す実施例は、上述した距離ｄを２０μｍとした場合についてのものである。なお、発光素子１０の出射端は、周囲温度が２５℃のときの位置（図６（Ａ））と、周囲温度が８５℃のときの位置（図６（Ｂ））と、の間において任意に配置することが可能である。すなわち、上記の実施例の場合であれば、距離ｄは０＜ｄ≦２０μｍの範囲内で設定することができる。
【００４３】
このように、レンズ１６に対してその屈折率に温度依存性を持たせるとともに、レンズ１６と発光素子１０の相互間距離をより離間させることにより、図７に示すように、発光素子１０と光ファイバ１０２との間の光結合効率に正の温度依存性を持たせることができる。このような正の温度依存性を有する光結合効率特性と、上記した負の温度依存性を有する発光素子の光出力特性（図５参照）とを重畳したものが、光モジュールの光出力特性となる。なお、レンズ１６と発光素子１０の相互間距離については、コネクタ部品１０１の設計時において所定値となるように設定することが可能である。あるいは、モジュールの調芯組み立て時にスリーブ１８内において、光ファイバ１０２に取り付けられたフェルールが突き当てられる面よりファイバ芯線が所定長さ突き出ている光ファイバを用いることによって、発光素子１０とレンズ１６との相互間距離が所定値になるようにすることも可能である。
【００４４】
図８は、光モジュールの光出力特性を示すグラフである。図示のように、比較例の光モジュールでは光ファイバ１０２へ結合する光の強度は周囲温度の上昇に伴って低下する一方であるところ、実施例の光モジュールでは、多少の結合光量の増減はあるものの全体として周囲温度の変動に伴う光出力の変動が抑制されていることがわかる。
【００４５】
以上のように本実施形態によれば、構成を複雑化することなく、光モジュールの駆動可能な温度範囲を広げることが可能となる。また、上記の光モジュールを用いることにより、駆動可能な温度範囲の広い高性能な光通信装置を得ることができる。
【００４６】
また、上述した実施形態では発光素子から出射する光の一部成分を半透過ガラス板によって反射させてモニタ用受光素子へ導く構成が採用されていたが、他の構成を採用することもできる。他の構成としては、例えば、発光素子とモニタ用受光素子とが一体に形成され、発光素子から出射する光の一部成分を直接的にモニタ用受光素子へ導く構成等が挙げられる。
【００４７】
また、上述した実施形態では発光素子の一例としてＶＣＳＥＬを挙げていたが、本発明にかかる発光素子はこれに限定されるものではない。更に、上述した実施形態では缶封止された形態の発光素子を挙げていたが、本発明にかかる発光素子はこれに限定されるものではない。
【００４８】
また、上述した実施形態ではレンズはコネクタ部品と一体に成形されていたが、レンズは別個独立に構成されていてもよい。
【００４９】
＜実施形態２＞
本実施形態の光モジュールの構成は、実施形態１（図１）と同様である。すなわち、本実施形態の光モジュールは、カンパッケージ１００とコネクタ部品１０１とを位置合わせし、接着剤１２を用いて両者を固定して構成されている。コネクタ部品１０１は、光ファイバ１０２の一端を支持し、当該光ファイバ１０２をカンパッケージ１００内の発光素子１０と光結合させる。
【００５０】
カンパッケージ１００は、発光素子１０を金属等からなる筐体によりパッケージングして構成されている。本実施形態では、発光素子１０としてマルチモード発光するＶＣＳＥＬを考える。発光素子１０の出射光の波長は、例えば８５０ｎｍである。また、カンパッケージ１００は、発光素子１０の光出力を監視するための構成としてモニタ用受光素子２０及び半透過ガラス板（半透過板）２２を備えている。半透過ガラス板２２は、その一方の面が発光素子１０の出射光の光軸に対して斜め（すなわち直交しない状態）になるようにして、発光素子１０とコネクタ部品１０１との相互間、より詳細には発光素子１０とレンズ１６との相互間に配置されている。この半透過ガラス板２２は、表面に誘電体多層膜がコーティングされており、発光素子１０の出射光のうち一部成分を反射する。本実施形態の半透過ガラス板２２は、周囲温度の増加に伴って透過率が減少するという特性（負の温度特性）を有する。これについては後ほど更に詳述する。モニタ用受光素子２０は、半透過ガラス板２２によって生じた反射光を受光可能な位置に配置されており、受光光量に応じた電流（以下「モニタ電流」という。）を発生する。このモニタ用受光素子２０は、例えばフォトダイオードやフォトトランジスタなどの半導体素子からなる。
【００５１】
コネクタ部品１０１は、カンパッケージ１００を支持する孔状の支持部１４と、発光素子１０と光軸を合わせて配置され、発光素子１０から出射する光を集光して光ファイバ１０２の一端に導くレンズ１６と、光ファイバ１０２の一端が装着され、これを支持するスリーブ部１８と、を備える。本例では、光ファイバ１０２の一端にはフェルールが装着されており、当該フェルールがスリーブ部１８に挿入される。ここで、光ファイバ１０２は、例えばコア径５０μｍ、クラッド径１２５μｍ、ＮＡ０．２１のＧＩ（Graded Index）マルチモードファイバである。
【００５２】
図９は、発光素子、半透過ガラス板及びモニタ用受光素子の関係について更に説明するための図である。半透過ガラス板２２の透過率（電力透過率）をＴ、反射率（電力反射率）をＲとし、半透過ガラス板２２による吸収を無視すると、Ｔ＝１−Ｒの関係が成り立つ。発光素子１０から出射する光の光量をＰｏとすると、半透過ガラス板２２を透過する光の光量（透過光量）はＴ×Ｐｏ、半透過ガラス板において反射する光の光量（反射光量）はＲ×Ｐｏ、と表される。また、図９に示すように、半透過ガラス板２２は、透明基板２２ａとこの透明基板２２ａの一方面に形成された誘電体多層膜２２ｂとを含んで構成されている。
【００５３】
図１０は、半透過ガラス板の透過率特性の一例を示すグラフである。図１０において、横軸は温度（℃）、縦軸は半透過ガラス板２２の透過率Ｔを示している。図１０に示すように、本実施形態の半透過ガラス板２２は、周囲温度の増加（上昇）に伴って透過率Ｔが減少するという特性、すなわち負の温度特性を有する。このような温度特性は、上述した誘電体多層膜２２ｂの構造を適宜設計することによって得られる。或いは、半透過ガラス板２２の光軸に対する角度を適宜調整することによっても、図１０に示すような温度特性を得ることができる。
【００５４】
図１１は、モニタ用受光素子のモニタ電流の温度特性を示すグラフである。図１１に示すグラフにおいて、横軸は温度、縦軸はモニタ用受光素子２０に対して一定光量の光を入射させた際のモニタ電流を示している。なお、モニタ電流については、２５℃における出力値を基準として正規化されている。発光素子１０から出射する光の光量（光出力）Ｐｏが一定であったとすると、周囲温度の上昇に伴って、透過光量（Ｔ×Ｐｏ）は減少し、反射光量（Ｒ×Ｐｏ）は増加するため、モニタ用受光素子２０の受光面に入射する光量は周囲温度の上昇に伴って増加する。従って、図１１に示すように、モニタ電流は周囲温度の上昇に伴って増加する。これにより、ある温度範囲において発光素子１０を駆動可能な電流値の幅が広がる。換言すれば、発光素子１０を駆動可能な温度範囲が広がったことになる。ただし、周囲温度の変動によらずモニタ電流が一定値となるように光モジュールを駆動する場合には、発光素子１０の出射光量は周囲温度の上昇に伴って減少する。このため、実施形態１において図５を参照しながら説明したように、発光素子１０の光出力は周囲温度が上昇するにつれて低下する傾向を示す。そこで、本実施形態の光モジュールは、レンズ１６の屈折率特性に温度依存性を持たせるとともに、レンズ１６と発光素子１０の一端との相互間距離を工夫することにより、発光素子１０の光出力の変動による光結合効率の低下を回避している。以下、更に具体的に、実施形態１の図６を参照しながら説明する。
【００５５】
前述した通り、図６は、レンズと発光素子の一端との相互間距離について説明する図である。図６では、発光素子１０から出射する光（光軸Ｌ）がレンズ１６を介して光ファイバ１０２の一端へ至る際の光線が模式的に示されている。ここで、レンズ１６は樹脂を用いて形成されており、周囲温度の増加に伴って屈折率が減少するという特性を有する。具体的には、本実施形態のレンズ１６は、２５℃時における屈折率が１．６４程度であり、−１．９×１０-4（１／℃）の温度依存性を有する。図６（Ａ）及び図６（Ｂ）のそれぞれにおいて、実線で示された光線は周囲温度が２５℃時におけるものであり、点線で示された光線は周囲温度が８５℃時におけるものである。ここで、本実施形態の光モジュールはその動作可能な範囲（動作範囲）の上限が８５℃であるとする。
【００５６】
図６（Ａ）は、周囲温度２５℃時におけるレンズ１６の焦点に光ファイバ１０２の一端を配置した場合について示している。この場合、周囲温度２５℃時（室温時）における光ファイバ１０２への光結合効率が最も高くなり、周囲温度が２５℃よりも低温の場合又は高温の場合のそれぞれについては光結合効率が低下する。その様子を示したのが図７のグラフ（比較例）である。これに対して、図６（Ｂ）は、周囲温度８５℃時におけるレンズ１６の焦点に光ファイバ１０２の一端を配置した場合について示している。具体的には、発光素子１０の出射端は、周囲温度２５℃時における位置よりも光軸Ｌに沿って距離ｄだけ遠ざける方向へずらして配置されている。換言すれば、発光素子１０とレンズ１６との相互間距離は、周囲温度が２５℃（室温）より高い所定温度（本例では光モジュールの動作範囲の上限である８５℃）ときのレンズ１６の焦点位置が光ファイバ１０２の一端と一致するように設定される。この場合、周囲温度８５℃時における光ファイバ１０２への光結合効率が最も高くなり、周囲温度が８５℃よりも低温になるにつれて光結合効率が低下する。なお、発光素子１０の出射端は、周囲温度が２５℃のときの位置（図６（Ａ））と、周囲温度が８５℃のときの位置（図６（Ｂ））と、の間において任意に配置することが可能である。すなわち、上記の実施例の場合であれば、距離ｄは０＜ｄ≦２０μｍの範囲内で設定することができる。
【００５７】
このように、レンズ１６に対してその屈折率に温度依存性を持たせるとともに、レンズ１６と発光素子１０の相互間距離をより離間させることにより、発光素子１０と光ファイバ１０２との間の光結合効率に正の温度依存性を持たせることができる。このような正の温度依存性を有する光結合効率特性と、上記した発光素子の光出力特性（図５参照）とを重畳したものが、光モジュールの光出力特性となる。なお、レンズ１６と光ファイバ１０２の相互間距離については、コネクタ部品１０１の設計時において所定値となるように設定することが可能である。あるいは、モジュールの調芯組み立て時にスリーブ１８内において、光ファイバ１０２に取り付けられたフェルールが突き当てられる面よりファイバ芯線が所定長さ突き出ている光ファイバを用いることによって、発光素子１０とレンズ１６との相互間距離が所定値になるようにすることも可能である。
【００５８】
以上のように実施形態２によれば、構成を複雑化することなく、光モジュールの駆動可能な温度範囲を広げることが可能となる。また、上記の光モジュールを用いることにより、駆動可能な温度範囲の広い高性能な光通信装置を得ることができる。
【００５９】
＜実施形態３＞
次に、実施形態３の光モジュールについて説明する。本実施形態にかかる光モジュールの構成は上述した実施形態２（図１参照）と同様であるためにここでは図示を省略するが、モニタ用受光素子２０、半透過ガラス板２２のそれぞれが有するべき温度特性が異なっている。以下、その詳細について説明する。
【００６０】
図１２は、本実施形態の半透過ガラス板の透過率特性の一例を示すグラフである。図１２において、横軸は温度（℃）、縦軸は半透過ガラス板２２の透過率Ｔを示している。図１２に示すように、本実施形態の半透過ガラス板２２は、周囲温度の増加（上昇）に伴って透過率Ｔが増加（反射率が減少）するという特性、すなわち正の温度特性を有する。このような温度特性は、上述した誘電体多層膜２２ｂ（図９参照）の構造を適宜設計することによって得られる。
【００６１】
図１３は、モニタ用受光素子のモニタ電流の温度特性を示すグラフである。図１３に示すグラフにおいて、横軸は温度、縦軸はモニタ用受光素子２０に対して一定光量の光を入射させた際のモニタ電流を示している。なお、モニタ電流については、２５℃における出力値を基準として正規化されている。本実施形態のモニタ用受光素子２０は、周囲温度の増加に伴って受光感度が増加する特性を有する。より具体的には、本実施形態のモニタ用受光素子２０は、波長８５０ｎｍの光に対する温度係数が０．２％／℃である。このような温度特性の付与は、例えば、モニタ用受光素子２０が上記のように半導体素子からなる場合には、ｎ型領域への不純物添加量（ドーピング量）を通常よりも増やすことや、光吸収層の厚さを通常よりも薄くすること、或いは反射防止用コート膜の設計波長を調整すること、等の手法によって実現することができる。従って、図１３に示すように、モニタ電流は周囲温度の上昇に伴って増加する。これにより、ある温度範囲において発光素子１０を駆動可能な電流値の幅が広がる。換言すれば、発光素子１０を駆動可能な温度範囲が広がったことになる。
【００６２】
図１４は、モニタ電流が一定となるように制御して駆動した場合における発光素子（ＶＣＳＥＬ）と光ファイバとの間の結合光量の温度特性を示すグラフである。本実施形態では、正の温度特性を有するモニタ用受光素子２０を用いているため（図１３参照）、モニタ電流が一定となるように発光素子１０を駆動した場合には、発光素子１０の光出力は周囲温度が上昇するにつれて低下する傾向を示す。一方で、半透過ガラス板２２が正の温度特性を有することから（図１２参照）、周囲温度の上昇に伴って、透過光量（Ｔ×Ｐｏ）は増加し、反射光量（Ｒ×Ｐｏ）は減少する。従って、これらの特性が重畳されることにより温度依存性が相殺され、図１４に示すように、結合光量の温度特性としては、周囲温度に対する依存性がほとんど生じないようにすることができる。
【００６３】
なお、本実施形態においても、レンズ１６の屈折率特性に温度依存性を持たせるとともに、レンズ１６と発光素子１０の一端との相互間距離を工夫することにより、発光素子１０の光出力の変動による光結合効率の低下を回避することも可能である。その詳細については上述した実施形態１又は２の場合と同様であるため説明を省略する（図６参照）。
【００６４】
以上のように本実施形態によっても、構成を複雑化することなく、光モジュールの駆動可能な温度範囲を広げることが可能となる。また、上記の光モジュールを用いることにより、駆動可能な温度範囲の広い高性能な光通信装置を得ることができる。
【００６５】
また、上述した実施形態２および３では発光素子の一例としてＶＣＳＥＬを挙げていたが、本発明にかかる発光素子はこれに限定されるものではない。更に、上述した実施形態では缶封止された形態の発光素子を挙げていたが、本発明にかかる発光素子はこれに限定されるものではない。
【００６６】
また、上述した実施形態２および３ではレンズはコネクタ部品と一体に成形されていたが、レンズは別個独立に構成されていてもよい。
【００６７】
＜実施形態４＞
図１５及び図１６は、本実施形態の光モジュールの構成を説明する断面図である。図１６（Ａ）は、図１５のＩ−Ｉ断面に、図１６（Ｂ）は、図１５のＩＩ−ＩＩ断面に対応する。本実施形態の光モジュールは、セラミックパッケージ１０３とコネクタ部品（支持部材）１０５とを位置合わせし、図示しない接着剤を用いて両者を固定して構成されている。コネクタ部品１０５は、光ファイバ１０２の一端を支持し、当該光ファイバ１０２をセラミックパッケージ１０３内の発光素子１０と光結合させる。
【００６８】
セラミックパッケージ１０３は、発光素子１０をセラミック等からなる筐体及びガラスリッド３０によりパッケージングして構成されている。本実施形態では、発光素子１０としてマルチモード発光するＶＣＳＥＬを考える。発光素子１０の出射光（レーザビーム）の波長は、例えば８５０ｎｍである。また、セラミックパッケージ１０３は、発光素子１０の光出力を監視するための構成としてモニタ用受光素子２０を備えている。モニタ用受光素子２０は、後述する反射面３２によって生じた反射光を受光可能な位置に配置されており、受光光量に応じた電流（以下「モニタ電流」という。）を発生する。このモニタ用受光素子２０は、例えばフォトダイオードやフォトトランジスタなどの半導体素子からなる。
【００６９】
コネクタ部品１０３は、発光素子１０と光軸を合わせて配置され、発光素子１０から出射する光を集光して光ファイバ１０２の一端に導く第１レンズ１６と、光ファイバ１０２の一端が装着され、これを支持するスリーブ部１８と、を備える。本例では、光ファイバ１０２の一端にはフェルールが装着されており、当該フェルールがスリーブ部１８に挿入される。ここで、光ファイバ１０２は、例えばコア径５０μｍ、クラッド径１２５μｍ、ＮＡ０．２１のＧＩ（Graded Index）マルチモードファイバである。さらに、本例では、コネクタ部品１０３は、第１レンズ１６と光ファイバ１０２との間に反射面３２および第２レンズ３４を備える。反射面３２は、その一方の面が発光素子１０の出射光の光軸に対して斜め（すなわち直交しない状態）になるように配置され、この反射面３２においては、表面に極薄い誘電体薄膜がコーティングされており、発光素子１０の出射光のうち一部成分を反射する。この反射面３２は、例えば、コネクタ部品１０３を構成する樹脂部材に対し、発光素子１０の出射光に交差する斜面を有する凹部を形成し、この斜面部を利用して構成される。なお、第２レンズ３４を省略した構成としてもよい。また、反射面３２をレンズ（１６、３４）と別部材で構成してもよい。
【００７０】
本例においても、モニタ用受光素子２０に、周囲温度の増加に伴って受光感度が増加する特性（すなわち正の温度特性）を持たせることにより、図２〜図４を参照しながら、実施形態１等で詳細に説明したように、発光素子１０を駆動可能な温度範囲を広げることができる。上記特性は、実施形態１で詳細に説明したように、例えば、波長８５０ｎｍの光に対する温度係数が０．２％／℃であり、このような温度特性の付与は、例えば、モニタ用受光素子２０が半導体素子からなる場合には、ｎ型領域への不純物添加量（ドーピング量）を通常よりも増やすことや、光吸収層の厚さを通常よりも薄くすること、或いは反射防止用コート膜の設計波長を調整すること、等の手法によって実現することができる。
【００７１】
また、本例においても、実施形態１等と同様に、第１レンズ１６の屈折率特性に温度依存性を持たせるとともに、第１レンズ１６と発光素子１０の一端との相互間距離（位置合わせ）を工夫することにより、発光素子１０の光出力が、周囲温度が上昇するにつれて低下ことによる光結合効率の低下を抑制することができる。
【００７２】
即ち、図５を参照しながら実施形態１において説明したように、発光素子１０の光出力は周囲温度が上昇するにつれて低下する傾向を示す。すなわち、本条件下における発光素子の光出力は、負の温度依存性を有することになる。
【００７３】
しかしながら、図６を参照しながら実施形態１において説明したように、周囲温度２５℃時において、第１レンズ１６の焦点が光ファイバ１０２の一端と一致するように、第１レンズ１６を位置あわせした場合（図６（Ａ）参照）、周囲温度２５℃時（室温時）における光ファイバ１０２への光結合効率が最も高くなり、周囲温度が２５℃よりも低温の場合又は高温の場合のそれぞれについては光結合効率が低下する（図７の「比較例」参照）。
【００７４】
これに対し、周囲温度８５℃時において、第１レンズ１６の焦点が光ファイバ１０２の一端と一致するように、第１レンズ１６を位置あわせした場合（図６（Ｂ）参照）、具体的には、発光素子１０の出射端は、周囲温度２５℃時における位置よりも光軸Ｌに沿って距離ｄだけ遠ざける方向へずらして配置した場合、周囲温度８５℃時における光ファイバ１０２への光結合効率が最も高くなり、周囲温度が８５℃よりも低温になるにつれて光結合効率が低下する（図７の「実施例」参照）。本例においても、距離ｄは０＜ｄ≦２０μｍの範囲内で設定することができる。
【００７５】
第１レンズ１６と発光素子１０の相互間距離については、実施形態１で説明したように、コネクタ部品１０１の設計時において所定値となるように設定することが可能である。あるいは、モジュールの調芯組み立て時にスリーブ１８内において、光ファイバ１０２に取り付けられたフェルールが突き当てられる面よりファイバ芯線が所定長さ突き出ている光ファイバを用いることによって、発光素子１０と第１レンズ１６との相互間距離が所定値になるようにすることも可能である。
【００７６】
また、光モジュールの組み立て（アライメント）時において、例えば、（１）室温においてセラミックパッケージ１０３とコネクタ部品１０５とを接合（仮止め）した後、発光素子１０を発光させ、その焦点に光ファイバ１０２を位置あわせする。（２）次いで、セラミックパッケージ１０３を後退させ、発光素子１０と第１レンズ１６との距離を距離ｄだけ離間させた位置で、セラミックパッケージ１０３とコネクタ部品１０５とを封止してもよい。なお、距離ｄは、例えば、第１レンズ１６の屈折率の温度依存性や発光素子２０と第１レンズ１６との距離等を考慮して、シミュレーションにより求められた距離としてもよいし、また、実際に周囲温度を８５℃とし、第１レンズ１６の焦点が光ファイバ１０２と合うよう調整してもよい。この調整により、発光素子１０の端部と第１レンズ１６の入力側主面との入力側距離と、第１レンズ１６の出力側主面と光ファイバ１０２端部との出力側距離とが定まる。このように樹脂の屈折率の温度変動といった物性値を利用することで、容易に焦点を変動させることができる。なお、第２レンズ３４を用いる場合には、当該レンズの屈折率の温度依存性をも考慮して距離ｄを定める必要がある。
【００７７】
その結果、本例の光モジュールの駆動の際には、前述したように、周囲温度８５℃時における光ファイバ１０２への光結合効率が最も高くなり、周囲温度が８５℃よりも低温になるにつれて光結合効率が低下する（図６（Ｂ））。より詳細に説明すれば、図１７に示すように、周囲温度が高温になるに従って、第１レンズ１６の屈折率がθ１、θ２、θ３と、順次小さくなり、焦点がＦ１、Ｆ２、Ｆ３と、順次光ファイバ１０２の端部に近づく。言い換えれば、周囲温度が第１温度から上昇し、第２温度になるに従って、焦点が光ファイバ１０２の端部に近づく。図１７は、駆動時における周囲温度とレンズの焦点位置との関係を極端に示した模式図である。
【００７８】
このように、第１レンズ１６に対してその屈折率に温度依存性を持たせるとともに、第１レンズ１６と発光素子１０の相互間距離をより離間させることにより、発光素子１０と光ファイバ１０２との間の光結合効率に正の温度依存性を持たせることができる（図７参照）。このような正の温度依存性を有する光結合効率特性と、上記した負の温度依存性を有する発光素子の光出力特性（図５参照）とを重畳したものが、光モジュールの光出力特性となる。
【００７９】
よって、本例においても、実施形態１と同様に、周囲温度の変動に伴う光出力の変動を抑制することができる（図８参照）。
【００８０】
以上のように本実施形態によれば、実施形態１と同様に、構成を複雑化することなく、光モジュールの駆動可能な温度範囲を広げることが可能となる。また、上記の光モジュールを用いることにより、駆動可能な温度範囲の広い高性能な光通信装置を得ることができる。
【００８１】
また、本例においては、第１レンズ１６と光ファイバ１０２との間に反射面３２を配置する、即ち、発光素子１０との距離を確保することができ、発光素子１０とモニタ用受光素子２０との距離を大きくすることができる。言い換えれば、発光素子１０とモニタ用受光素子２０のレイアウトの自由度が向上する。また、モニタ用受光素子２０を大きくすることができ、受光効率を向上させることができる。また、第２レンズ３４を設けたので、レンズ（１６、３４）と光ファイバ１０２との距離を小さくすることができる。また、第１第１レンズ１６、第２レンズ３４および反射面３２を樹脂等により一体成型することができ、構成部材数の減少を図ることができる。
【００８２】
また、本実施形態の光モジュールの反射面３２に実施形態２で詳細に説明した半透過ガラス板２２の機能を持たせてもよい。即ち、図９を参照しながら実施形態２で説明したように、反射面３２の透過率（電力透過率）をＴ、反射率（電力反射率）をＲとし、半透過ガラス板２２による吸収を無視すると、Ｔ＝１−Ｒの関係が成り立つ。発光素子１０から出射する光の光量をＰｏとすると、反射面３２を透過する光の光量（透過光量）はＴ×Ｐｏ、反射面３２において反射する光の光量（反射光量）はＲ×Ｐｏ、と表される。この反射面３２は、例えば、コネクタ部品１０５の斜面に誘電体多層膜を蒸着または別体で反射板を貼り付けることで構成される。
【００８３】
この反射面３２に、図１０を参照しながら実施形態２で詳細に説明したように、周囲温度の増加（上昇）に伴って透過率Ｔが減少するという特性、すなわち負の温度特性を持たせる。このような温度特性は、上述した誘電体多層膜の構造を適宜設計することによって得られる。或いは、反射面３２の光軸に対する角度を適宜調整することによっても得ることができる。
【００８４】
この場合、図１１を参照しながら実施形態２で詳細に説明したように、モニタ電流は周囲温度の上昇に伴って増加する。これにより、ある温度範囲において発光素子１０を駆動可能な電流値の幅が広がる。換言すれば、発光素子１０を駆動可能な温度範囲が広がったことになる。ただし、周囲温度の変動によらずモニタ電流が一定値となるように光モジュールを駆動する場合には、発光素子１０の出射光量は周囲温度の上昇に伴って減少する。このため、実施形態１において図５を参照しながら説明したように、発光素子１０の光出力は周囲温度が上昇するにつれて低下する傾向を示す。そこで、図６及び図１７を参照しながら説明したように、第１レンズ１６の屈折率特性に温度依存性を持たせるとともに、第１レンズ１６と発光素子１０の一端との相互間距離を工夫することにより、発光素子１０の光出力の変動による光結合効率の低下を回避することができる。
【００８５】
また、本実施形態の光モジュールの反射面３２に実施形態３で詳細に説明した半透過ガラス板２２の機能を持たせてもよい。即ち、図１２を参照しながら実施形態３で説明したように、反射面３２は、周囲温度の増加（上昇）に伴って透過率Ｔが増加（反射率が減少）するという特性、すなわち正の温度特性を有する。このような温度特性は、上述した誘電体多層膜２２ｂ（図９参照）の構造を適宜設計することによって得られる。
【００８６】
この場合、反射率が減少しても、図１３を参照しながら実施形態３で詳細に説明したように、モニタ用受光素子２０は、周囲温度の増加に伴って受光感度が増加する特性を持たせることにより、モニタ電流を周囲温度の上昇に伴って増加させることができる。これにより、ある温度範囲において発光素子１０を駆動可能な電流値の幅が広がる。換言すれば、発光素子１０を駆動可能な温度範囲が広がったことになる。
【００８７】
このように、正の温度特性を有するモニタ用受光素子２０を用いると、モニタ電流が一定となるように発光素子１０を駆動した場合には、発光素子１０の光出力は周囲温度が上昇するにつれて低下する傾向を示す。一方で、反射面３２が正の温度特性を有することから（図１２参照）、周囲温度の上昇に伴って、透過光量（Ｔ×Ｐｏ）は増加し、反射光量（Ｒ×Ｐｏ）は減少する。従って、これらの特性が重畳されることにより温度依存性が相殺され、図１４を参照しながら実施形態３で詳細に説明したように、結合光量の温度特性としては、周囲温度に対する依存性がほとんど生じないようにすることができる。
【００８８】
なお、この場合も、図６及び図１７を参照しながら説明したように、第１レンズ１６の屈折率特性に温度依存性を持たせるとともに、第１レンズ１６と発光素子１０の一端との相互間距離を工夫することにより、発光素子１０の光出力の変動による光結合効率の低下を回避することも可能である。
【００８９】
以上のように本実施形態によっても、構成を複雑化することなく、光モジュールの駆動可能な温度範囲を広げることが可能となる。また、上記の光モジュールを用いることにより、駆動可能な温度範囲の広い高性能な光通信装置を得ることができる。
【００９０】
また、上述した実施形態では発光素子の一例としてＶＣＳＥＬを挙げていたが、本発明にかかる発光素子はこれに限定されるものではない。更に、上述した実施形態ではセラミック封止された形態の発光素子を挙げていたが、本発明にかかる発光素子はこれに限定されるものではない。
【００９１】
また、上述した実施形態ではレンズはコネクタ部品と一体に成形されていたが、レンズは別個独立に構成されていてもよい。
【００９２】
なお、本発明は上述した実施形態１〜４の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態において具体的な数値等を挙げて説明した実施例は単なる例示に過ぎず、本発明の適用範囲を限定するものではない。また、上述した実施形態を通じて説明された各種構成は、用途に応じて適宜に組み合わせて、又は変更若しくは改良を加えて用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】実施形態１の光モジュールの構成を説明する断面図である。
【図２】モニタ用受光素子のモニタ電流の温度特性を示すグラフである。
【図３】本実施形態の光モジュールにおける光素子へ供給する駆動電流とモニタ電流との関係を示すグラフである。
【図４】比較例の光モジュールにおける発光素子へ供給する駆動電流とモニタ電流との関係を示すグラフである。
【図５】モニタ電流が一定となるように制御して駆動した場合における発光素子の光出力の温度特性を示すグラフである。
【図６】レンズと発光素子との相互間距離について説明する図である。
【図７】光結合効率について説明するグラフである。
【図８】光モジュールの光出力特性を示すグラフである。
【図９】発光素子、半透過ガラス板及びモニタ用受光素子の関係について更に説明するための図である。
【図１０】実施形態２の半透過ガラス板の透過率特性の一例を示すグラフである。
【図１１】モニタ用受光素子のモニタ電流の温度特性を示すグラフである。
【図１２】実施形態３の半透過ガラス板の透過率特性の一例を示すグラフである。
【図１３】モニタ用受光素子のモニタ電流の温度特性を示すグラフである。
【図１４】モニタ電流が一定となるように制御して駆動した場合における発光素子と光ファイバとの間の結合光量の温度特性を示すグラフである。
【図１５】実施形態４の光モジュールの構成を説明する断面図である。
【図１６】実施形態４の光モジュールの構成を説明する断面図である。モニタ用受光素子のモニタ電流の温度特性を示すグラフである。
【図１７】駆動時における周囲温度とレンズの焦点位置との関係を示す模式図である。
【符号の説明】
【００９４】
１０…発光素子、１２…接着剤、１４…支持部、１６…レンズ（第１レンズ）、１８…スリーブ部、２０…モニタ用受光素子、２２…半透過ガラス板、３０…ガラスリッド、３２…反射面、３４…第２レンズ、１００…カンパッケージ、１０３…セラミックパッケージ、１０１、１０５…コネクタ部品、１０２…光ファイバ
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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