(57)【要約】【課題】光ファイバを容易に精度良く搭載することができる光モジュールを提供する。【解決手段】予め複数の光ファイバ２３を互いに平行に、かつ、一端が光軸に対して垂直方向に揃った状態で下部保持基板２１および上部保持基板２２により保持しておく。このようなファイバユニット１の下部保持基板２１をメインブロック１の搭載部１６に搭載するだけで、光ファイバ２３の一端を所定の位置に配置することが可能となる。結果として、光ファイバ２３を容易に精度よく搭載することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光ファイバを互いに平行に、かつ、一端が光軸に対して垂直方向に揃った状態で保持する保持基板と、
この保持基板を搭載する搭載部と、この搭載部に前記保持基板を搭載した状態で前記光ファイバの前記一端側の光軸上に位置する複数の光素子とを備えた光素子ブロックと
を有することを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記搭載部は、前記保持基板の前記光軸方向の位置を設定する位置決め部を有する
ことを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項３】
前記保持基板は、
１の平面に互いに平行な複数の第１の溝が形成された第１の基板と、
１の平面に互いに平行で、かつ、前記第１の溝と同じピッチで複数の第２の溝が形成された第２の基板と
から構成され、
前記第１の溝と前記第２の溝により前記光ファイバを狭持する
ことを特徴とする請求項１または２記載の光モジュール。
【請求項４】
前記保持基板は、前記光ファイバの前記一端を、前記保持基板からはみ出した状態で保持する
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記光素子ブロックは、前記搭載部と前記光素子との間に、前記光軸に沿って形成された複数の第３の溝をさらに備える
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光モジュールに関し、特に、互いに平行に整列された複数の光ファイバを用いて光信号の入出射等を行う光モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光モジュールの一例として、従来の光合分波器を図１７，図１８に示す（特許文献１参照。）。この光合分波器は、ミラーアレイブロック１００と、反射面が形成された導波ミラーブロック１１０と、光線分岐素子１２１を有するフィルタブロック１２０と、光ファイバ１３０とから構成される。
【０００３】
ミラーアレイブロック１００は、板状基板の表面において、３つの基板端部に形成された側壁部１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃと、側壁部１０１ａが形成された基板端部に側壁部１０１ａに沿って直線状に形成されたＶ溝１０２と、このＶ溝１０２を構成する一方の傾斜面１０２ａにおいてＶ溝１０２の直線軸方向に沿って配列して形成された凹面ミラー１０３と、Ｖ溝１０２の直線軸方向と垂直で、かつ、凹面ミラー１０３と対向してＶ溝１０２と繋がるように形成された複数の直線状のＶ溝１０４とから構成される。側壁部１０１ｂと側壁部１０１ｃには、導波ミラーブロック１１０およびフィルタブロック１２０を保持する傾斜面１０５，１０６が形成されている。
【０００４】
このような光合分波器は、Ｖ溝１０４上に光ファイバ１３０を搭載し、ミラーブロック１１０とフィルタブロック１２０をミラーアレイブロック１００に固定することにより作成される。このとき、光ファイバ１３０の凹面ミラー１０３と対向する端部は、凹面ミラー１０３と所定の距離になるように配設される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２７４７０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の光合分波器では、光ファイバ１３０の搭載位置が側壁部１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃにより囲まれているので、例えば光ファイバ１３０の端部を何かに突き当てるなどにより端部の位置を揃えることができないため、光ファイバ１３０それぞれを個別に保持して光軸方向に動かし、光ファイバの端部の位置が所定の位置になるよう調整しなければならなかった。このため、光ファイバ１３０の端部が凹面ミラーと所定の距離になる位置に光ファイバ１３０を搭載するのに手間がかかるとともに、高精度に光ファイバを搭載することが困難なため、組み立てに高いコストがかかっていた。
【０００７】
そこで、本願発明は、上述したような課題を解決するためになされたものであり、光ファイバを容易に精度良く搭載することができる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】
上述したような課題を解決するために、本発明に係る光モジュールは、複数の光ファイバを互いに平行に、かつ、一端が光軸に対して垂直方向に揃った状態で保持する保持基板と、この保持基板を搭載する搭載部と、この搭載部に保持基板を搭載した状態で光ファイバの一端側の光軸上に位置する複数の光素子とを備えた光素子ブロックとを有することを特徴とする。ここで、光素子とは、光合分波器の場合、凹面ミラー、光線分岐素子、反射面等から構成される。また、並列光送受信器の場合、光電変換素子等から構成される。
【０００９】
上記光モジュールにおいて、搭載部は、保持基板の光軸方向の位置を設定する位置決め部を有する。これにより、段差や突起からなる位置決め部に保持基板を押しつけた状態で搭載部に搭載すると、光ファイバの一端が光素子と所定の距離となる位置に配設される。
【００１０】
上記光モジュールにおいて、保持基板は、１の平面に互いに平行な複数の第１の溝が形成された第１の基板と、１の平面に互いに平行で、かつ、第１の溝と同じピッチの複数の第２の溝が形成された第２の基板とから構成され、第１の溝と第２の溝により光ファイバを狭持するようにしてもよい。
【００１１】
また、上記光モジュールにおいて、保持基板は、光ファイバの一端を、保持基板からはみ出した状態で保持するようにしてもよい。
【００１２】
また、上記光モジュールにおいて、光素子ブロックは、搭載部と光素子との間に、光軸に沿って形成された複数の第３の溝をさらに備えるようにしてもよい。これにより、搭載部に保持基板を搭載すると、光素子側に突出した一端側の光ファイバは、第３の溝上に搭載される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、予め複数の光ファイバを互いに平行に、かつ、一端が光軸に対して垂直方向に揃った状態で保持基板に保持しておくことにより、保持基板を光素子ブロックの搭載部に搭載するだけで、光ファイバの一端を所定の位置に配置することが可能となるので、光ファイバを容易に精度良く搭載することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下においては、本発明の光モジュールの一例として、光合分波器について説明する。
【００１５】
［光合分波器］
図１〜図３に示すように、本実施の形態に係る光モジュールは、メインブロック１と、このメインブロック１上に搭載されるファイバユニット２と、メインブロック１上に搭載されファイバユニット２をメインブロック１上に固定する押さえ板３と、メインブロック１に固定され反射面４１が形成された導波ミラーブロック４と、メインブロック１に固定され光線分岐素子５２を有するフィルタブロック５とから構成される光合分波器である。このような光合分波器の各構成要素は、例えば、金属や樹脂等から構成される。
【００１６】
メインブロック１は、図１〜図６に示すように、板状の基部１１と、この基部１１端部に形成された３つの側壁部１２ａ〜１２ｃとを備えており、側壁部１２ａのメインブロック１内部側面、すなわち基部１１に隣接する側面には、反射集光素子として機能する複数の凹面ミラー６が形成されている。
【００１７】
基部１１上には、側壁部１２ａ側から順番に、側壁部１２ａに向かうに連れて基部１１側に傾斜する傾斜部１３と、断面略Ｖ字状の形状を有し側壁部１２ｂ，１２ｃと平行な複数の溝１４ａが形成された溝形成部１４と、平面が形成された間隙部１５と、この間隙部１５と隣接する位置に基部１１側に掘り込まれた平面視略矩形の凹部１６ａを有する搭載部１６とが形成されている。対向する側壁部１２ｂ，１２ｃには、基部１１の主表面に対して所定の角度で傾斜したミラーブロック保持部１７およびフィルタブロック保持部１８が形成されている。ミラーブロック保持部１７は、フィルタブロック保持部１８よりも凹面ミラー６側に形成されている。
【００１８】
光ファイバユニット２は、上面に互いに平行な複数の溝２１ａが形成された下部保持基板２１と、下面に互いに平行な複数の溝２２ａが形成された上部保持基板２２と、下部列基板２１および上部保持基板２２により互いに平行に固定された複数の光ファイバ２３と備える。ここで、溝２１ａ，２２ａは、メインブロック１の溝形成部１４に形成された溝１４ａと同じピッチで形成される。
【００１９】
押さえ板３は、全体として平面視略矩形の板の形状を有する。このような押さえ板３は、メインブロック１の溝形成部１４上に配設される。
【００２０】
導波ミラーブロック４は、平面視略矩形の板の形状を有する支持部４１と、この支持部４１の１の面にアレイ状に配置された複数の反射面４２とを備える。このような導波ミラーブロック４は、ミラーブロック保持部１７によりメインブロック１に取り付けられる。
【００２１】
フィルタブロック５は、平面視略矩形の板の形状を有する支持部５１と、この支持部５１の１の面にアレイ状に配置された複数の光線分岐素子５２とを備える。この光線分岐素子５２は、誘電体多層膜フィルタから構成される。このようなフィルタブロック５は、フィルタブロック保持部１８によりメインブロック１に取り付けられる。
【００２２】
ここで、導波ミラーブロック４およびフィルタブロック５は、ミラーブロック保持部１７またはフィルタブロック保持部１８により、基部１１の主表面に対して所定の角度傾斜した状態で保持される。このとき、図４に示すように光ファイバ２３の光軸および光ファイバ２３が整列した方向に対して垂直な方向から見ると、凹面ミラー６、反射面４２および光線分岐素子５２は、一直線上に並んだ状態となり、光ファイバ２３の光軸上に位置することとなる。ここで、凹面ミラー６、反射面４２および光線分岐素子５２を結ぶ直線と、光ファイバ２３の光軸とがなす角度αは、凹面ミラー６によって反射された光線のゆがみを少なくするため、可能な限り小さくすることが望ましい。本実施の形態では、凹面ミラー６によって反射された光線が上部保持基板２２に干渉しない角度、例えば、約１１度に設定している。
【００２３】
［光合分波器の動作］
次に、このような光合分波器を、分波器として利用する場合の動作原理について、図７，図８を参照して説明する。なお、図７，図８は、説明を容易にするため、図１〜図６に示した光合分波器を模式的に示している。
【００２４】
光合分波器の外部から入力された波長多重光線は、光ファイバ２３−１を伝播し、光合分波器の内部に導かれ、凹面ミラー６−１に対してやや拡散した波長多重光線として出射される。凹面ミラー６−１は、この出射された波長多重光線をコリメート化しつつ反射して、反射面４２−１に伝播させる。伝播した波長多重光線は、反射面４２−１において再び反射され、光線分岐素子５２−１に入射する。
【００２５】
光線分岐素子５２−１に入射した波長多重光線は、光線分岐素子５２−１において特手の波長域を含む光線が透過され、単色光線となり、凹面ミラー６−２において反射されるとともに集光され、光ファイバ２３−２に結合して、光合分波器の外部へ出力される。
【００２６】
特定の波長域以外の光線からなる波長多重光線は、光線分岐素子５２−１において透過されずに反射され、反射面４２−２に伝播される。反射面４２−２に伝播された波長多重光線は、反射面４２−２において反射され、光線分岐素子５２−２に入射する。
【００２７】
光線分岐素子５２−２に入射した波長多重光線は、光線分岐素子５２−２において特定の波長域を含む光線が透過され、単色光線となり凹面ミラー６−３に伝播した後、凹面ミラー６−３において反射されるとともに集光され、光ファイバ２３−３に結合して、光合分波器の外部へ出力される。
【００２８】
以上の過程を繰り返すことにより、光ファイバ２３−１から入射された波長多重光線を、分波された複数の単色光線として、光ファイバ２３−２〜５から取り出すことができる。
【００２９】
なお、本実施の形態に係る光合分波器を合波器として用いる場合は、上述した分波動作における波長多重光線および単色光線の進行方向を逆向きにした場合に相当する。すなわち、光合分波器の外部から、光ファイバ２３−２〜５にそれぞれ単色光線を入力することで、その複数の単色光線を、合波された波長多重光線として光ファイバ２３−１から取り出すこととなる。
【００３０】
［光合分波器の製造方法］
次に、上述した光合分波器の製造方法について説明する。
【００３１】
本実施の形態に係る光合分波器は、予め作成されたファイバユニット２を用いて製造される。このファイバユニット２は、まず、図９（ａ）に示すように、複数の光ファイバ２３を一平面上において互いに平行に並べた状態で、一端を突き当て部材７の平面に突き当てて、各一端を光軸に直交する方向に一列に揃える。便宜上、光ファイバ２３において、突き当て部材７に突き当てた側の端部を「一端」、反対側の端部を「他端」とよぶ。
【００３２】
光ファイバ２３の端部を揃えると、図９（ｂ），（ｃ）に示すように、下部保持基板２１の上面と上部保持基板２２の下面とを対向させた状態から、下部保持基板２１と上部保持基板２２により光ファイバ２３を挟み込む。すると、光ファイバ２３は、下部保持基板２１の上面に形成された溝２１ａと上部保持基板２２の下面に形成された溝２２ａとにより、光ファイバ２３が狭持された状態で保持される。溝２１ａおよび溝２２ａは、互いに平行に形成されているので、溝２１ａおよび溝２２ａに嵌め込むだけで光ファイバ２３を互いに平行に整列させることができる。また、溝２１ａおよび溝２２ａは、断面略Ｖ字状の形状を有するので、溝２１ａおよび溝２２ａの中心に光ファイバ２３が押しつけられるので、断面がＵ字状の溝や角溝の場合よりも光ファイバ２３を精度良く整列させることができる。また、２枚の基板により光ファイバ２３を保持するので、１枚の場合よりも光ファイバ２３を強固に保持することができる。なお、下部保持基板２１および上部保持基板２２とにより光ファイバ２３を挟み込む際、下部保持基板２１および上部保持基板２２からはみ出した、下部保持基板２１および上部保持基板２２から光ファイバ２３の一端までの長さ（以下、「突き出し長さ」という）は、所定の長さになるように設定される。
【００３３】
下部保持基板２１および上部保持基板２２とにより光ファイバ２３を挟み込むと、図９（ｄ）に示すように、この挟み込んだ状態で光ファイバ２３を下部保持基板２１および上部保持基板２２に接着固定する。このようにして生成されたファイバユニット２は、光ファイバ２３が互いに平行に整列されており、かつ、一端が所定の突き出し長さを有するものとなっている。なお、光ファイバ２３の他端側は、光合分波器に接続する機器の形状やその機器との距離等に応じて、所定の長さ延在している。
【００３４】
上述したような方法によりファイバユニット２が生成されると、図１０，図１１に示すように、ファイバユニット２をメインブロック１の搭載部１６上に載置する。具体的には、下部保持基板２１を搭載部１６の凹部１６ａ上に載置し、下部保持基板２１の光ファイバ２３の一端２３ａがはみ出した側の端面を、凹部１６ａの間隙部１５と隣接する面、すなわち間隙部１５と凹部１６ａとにより形成される段差１６ｂに当接させ、一端２３ａ側の光ファイバ２３を溝形成部１４の溝１４ａ上に載置する。
【００３５】
下部保持基板２１の平面形状は、凹部１６ａの平面形状と同等、望ましくは、凹部１６ａよりも若干小さく形成されているので、凹部１６ａ内部に収容されることとなる。このように、下部整列基板２１を凹部１６ａに載置するという簡単な動作で複数の光ファイバ２３をメインブロック１に搭載することができる。
【００３６】
溝形成部１４、下部保持基板２１および上部保持基板２２の溝１４ａ，２１ａ，２２ａは、それぞれ同ピッチで形成されているので、それらの溝が連続するように下部保持基板２１を凹部１６ａ上に載置すると、光ファイバ２３は、一直線上に配設される。このとき、突き出し長さが所定の長さに設定されていると、光ファイバ２３の一端２３ａは、凹面ミラー６と所定の距離となる位置に配設される。また、溝１４ａ上に一端２３ａ側の光ファイバ２３を載置することにより、光ファイバ２３の光軸と直交する方向の位置決めが行われる。このため、下部整列基板２１および上部保持基板２２の溝２１ａ，２２ａの加工精度は、多少低くてもよい。このため、本実施の形態では、メインブロック１の加工精度のみが高精度であればよい。
【００３７】
このように、本実施の形態によれば、ファイバユニット２の下部保持基板２１を、メインブロック１の凹部１６ａに載置するだけで、複数の光ファイバ２３をメインブロック１の所定の位置に搭載することができる。また、メインブロック１の凹部１６ａの段差１６ｂに押し当てることにより、光ファイバ２３を、その一端２３ａが凹面ミラー６と所定の距離となる位置に配設することができる。
【００３８】
なお、段差１６ｂには、図１２に示すように、突起１６ｃを設けるようにしてもよい。この突起１６ｃは、光ファイバ２３の光軸方向の他端側に突出した形状を有する。この突起１６ｃの光軸方向への突出量は、ファイバユニット２や凹部１６ａの形状に応じて、下部保持基板２１の光ファイバ２３の一端２３ａがはみ出した側の端面を、突起１６ｃに押し当てたときに、光ファイバ２３の一端２３ａが凹面ミラー６と所定の距離となる位置に配設されるように設定される。このようにすることにより、突起１６ｃの光軸方向への突出量を調整するだけで、光ファイバ２３の一端２３ａの位置を調整することが可能となるので、ファイバユニット２や凹部１６ａの形状にばらつきがあったり、それらがさまざまな形状を有したりする場合であっても、光ファイバ２３の一端２３ａを凹面ミラー６と所定の距離となる位置に配設することができる。
【００３９】
メインブロック１上にファイバユニット２が載置されると、図１３に示すように、押さえ板３を溝形成部１４上に接着固定する。このとき、光ファイバ２３の一端２３ａは、溝１４ａより凹面ミラー６側に突き出していることが望ましい。これにより、光ファイバ２３を溝１４ａに接着する際に、接着剤が光ファイバ２３の一端に回り込んで、その一端に接着剤が付着するのを防ぐことができる。このため、光ファイバ２３の一端から入出射される光信号が損失するのを防ぐことができる。
【００４０】
また、溝形成部１４と搭載部１６との間に間隙部１５を設けることにより、下部保持基板２１の凹部１６ａに対する搭載位置が、図１３の矢印ａで示すように光ファイバ２３の光軸と直交する方向にずれたり、下部保持基板２１の厚さに誤差があったりした場合であっても、間隙部１５上に位置する光ファイバ２３が撓むことにより、そのずれを吸収することができる。
【００４１】
押さえ板３が固定されると、導波ミラーブロック４およびフィルタブロック５をミラーブロック保持部１７，１８に固定する。これにより、光合分波器が生成される。
【００４２】
このように、本実施の形態によれば、予め複数の光ファイバ２３を互いに平行に、かつ、一端が光軸に対して垂直方向に揃った状態で下部保持基板２１および上部保持基板２２により保持しておくことにより、下部保持基板２１をメインブロック１の搭載部１６に搭載するだけで、光ファイバ２３の一端を所定の位置に配置することが可能となるので、光ファイバ２３を容易に精度良く搭載することができる。
【００４３】
なお、図１〜図１２を参照して説明した光合分波器において、凹面ミラー６の代わりに、フォトダイオード等の光電変換素子を複数整列させた受光素子アレイまたは発光素子アレイを搭載することにより、並列光送受信器を構成することができる。
【００４４】
例えば、図１４に示すように、上述した光合分波器の凹面ミラー６の代わりに受光素子アレイ８を設けるようにしてもよい。これにより、並列光送受信器を実現することができる。この場合、図１５に示すように、側壁部１２ａのメインブロック１内部側面、すなわち基部１１に隣接する側面に、側壁部１２ａに掘り込まれた平面視略矩形の凹部からなる窪み９を形成しておくことにより、窪み９に受光素子アレイ８を嵌め込むだけで、光ファイバ２３の一端と受光素子アレイ８との位置合わせを行うことができるので、容易に組み立てることができる。
【００４５】
なお、窪み８の形状は、図１４に示すような形状に限定されず、例えば、図１６に示すように、側壁部１２ａの内部側面の基部１１と接する一端から他端にかけて連続した平面視略矩形の凹部の形状としてもよい。同様に、搭載部１６の凹部１６ａの形状も、図１４，図１５に示すように、基部１１の側壁部１２ａ〜１２ｃが形成されていない端部から間隙部１５と境界まで連続して形成された平面視略矩形の凹部の形状とするようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、光合分波器や並列光送受信器など、光ファイバを整列させた光ファイバアレイを用いて光信号の送受信を行う各種光モジュールに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の光合分波器の構成を示す分解図である。
【図２】本発明の光合分波器の構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の光合分波器の構成を示す平面図である。
【図４】図２のI-I線断面図である。
【図５】メインブロックの構成を示す斜視図である。
【図６】メインブロックの構成を示す平面図である。
【図７】光合分波器の動作を模式的に説明する図である。
【図８】光合分波器の動作を模式的に説明する図である。
【図９】（ａ）〜（ｄ）ファイバユニットの製造方法を説明する図である。
【図１０】ファイバユニットをメインブロックに搭載した状態を示す斜視図である。
【図１１】ファイバユニットをメインブロックに搭載した状態を示す平面図である。
【図１２】突起の構成を示す側面図である。
【図１３】押さえ板をメインブロックに搭載した状態を示す平面図である。
【図１４】並列光送受信器の構成を示す斜視図である。
【図１５】メインブロックの変形例を示す斜視図である。
【図１６】メインブロックの変形例を示す斜視図である。
【図１７】従来の光合分波器の構成を示す分解図である。
【図１８】従来の光合分波器の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１…メインブロック、２…ファイバユニット、３…押さえ板、４…導波ミラーブロック、５…フィルタブロック、６…凹面ミラー、７…突き当て部材、８…受光素子アレイ、１１…基部、１２ａ〜１２ｃ…側壁部、１３…傾斜部、１４…溝形成部、１５…間隙部、１６…搭載部、１６ａ…凹部、１６ｂ…段差、１６ｃ…突起、１７…ミラーブロック保持部、１８…フィルタブロック保持部、２１…下部保持基板、２１ａ…溝、２２…上部保持基板、２２ａ…溝、２３…光ファイバ、２３ａ…一端、４１…支持部、４２…反射面、５１…支持部、５２…反射面。
【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】
2007316475.tif 000013
【図１２】
2007316475.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
2007316475.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
2007316475.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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