(57)【要約】      （修正有）【課題】光送信サブアセンブリのコストを低減する。【解決手段】光送信サブアセンブリは、温度制御器２６、第１のベース４２、第２のベース４４、第３のベース４６、レーザダイオード２０、及び、光学系３０を備える。第１のベースは、第１の基板２６ａによって支持されている。レーザダイオードは、マッハツェンダ型光変調器を集積化した波長可変レーザダイオードであり、第２のベース上に搭載されている。光学系は、レーザダイオードの波長を固定するための光学系であり、第３のベース上に搭載されている。第１の基板２６ａ上には、第１のベース４２の一部分のみが搭載されている。【選択図】図１０
2012244149.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板、第２の基板、及び該第１の基板と該第２の基板の間に設けられた複数の温度制御素子を含む温度制御器と、
第１の領域及び第２の領域を有する第１のベースと、
前記第１のベースの前記第１の領域上に搭載された第２のベースと、
前記第１のベースの前記第２の領域上に搭載された第３のベースと、
マッハツェンダ型光変調器を集積化した波長可変レーザダイオードであって、前記第２のベース上に搭載された該レーザダイオードと、
前記レーザダイオードの波長を固定するための光学系であって、前記第３のベース上に搭載された該光学系と、
を備え、
前記第１の領域を含む前記第１のベースの一部分のみが前記第１の基板上に搭載されている、光送信サブアセンブリ。
【請求項２】
前記第１の基板は、前記第１の領域から前記第２の領域に向かう方向において、前記第１の領域と前記第２の領域との間の境界を越えて前記第２の領域の中間まで延在している、請求項１に記載の光送信サブアセンブリ。
【請求項３】
前記第１のベースは、前記第２の領域を前記方向において終端させる縁部を有しており、
前記第１の基板及び前記第２の基板は、前記方向において該第１の基板及び該第２の基板を終端させる縁部をそれぞれ有しており、
前記第１のベースの前記縁部と前記第２の基板の前記縁部との距離は、前記第１のベースの前記縁部と前記第１の基板の前記縁部との距離よりも大きい、
請求項２に記載の光送信サブアセンブリ。
【請求項４】
前記光学系は、
前記レーザダイオードからの光を分岐して、少なくとも第１の光及び第２の光を出力する第１の光カプラと、
前記第１の光を分岐して、少なくとも第３の光及び第４の光を出力する第２の光カプラと、
前記第３の光を受光する第１のフォトダイオードと、
波長に対して周期的な透過率を有するエタロンフィルタであって、前記第２の光の一部を透過する該エタロンフィルタと、
前記エタロンフィルタを透過した光を受光する第２のフォトダイオードと、
を含む、請求項１〜３の何れか一項に記載の光送信サブアセンブリ。
【請求項５】
前記第２のベースの厚みは前記第３のベースの厚みより大きい、請求項１〜４の何れか一項に記載の光送信サブアセンブリ。
【請求項６】
前記第２のベース及び前記第３のベースは、ＡｌＮ製である、請求項１〜５の何れか一項に記載の光送信サブアセンブリ。
【請求項７】
前記第１の基板は、サファイア又はＡｌＮ製である、請求項１〜６の何れか一項に記載の光送信サブアセンブリ。
【請求項８】
前記第１のベースは、ＣｕＷ製である、請求項１〜７の何れか一項に記載の光送信サブアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、光送信サブアセンブリに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
波長分割多重（ＷＤＭ）光通信システムが実用化されようとしている。ＷＤＭ規格の一つであるＤＷＤＭ（Ｄｅｎｓｅ  ＷＤＭ）の一規格は、波長１５５０ｎｍ帯、即ち、１９２ＴＨｚ〜１９７ＴＨｚの周波数帯において、５０ＧＨｚの間隔の１００本のグリッド波長を定めている。
【０００３】
一方、特許文献１及び２に記載されているように、レーザダイオードの温度を制御する温度制御器を備えた光送信モジュールが、知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２３７６５１号公報
【特許文献２】特開２００５−３５２２３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＷＤＭ光通信システムに用いられる光送信サブアセンブリは、波長制御のためにレーザダイオードの温度を制御する温度制御器を備える必要がある。温度制御器は、一般的に複数のペルチェ素子を備えている。
【０００６】
本技術分野においては、このような光送信サブアセンブリのコストを低減することが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面に係る光送信サブアセンブリは、温度制御器、第１のベース、第２のベース、第３のベース、レーザダイオード、及び、光学系を備えている。温度制御器は、第１の基板、第２の基板、及び第１の基板と第２の基板の間に設けられた複数の温度制御素子を含んでいる。第１のベースは、第１の領域及び第２の領域を有し、第１の基板によって支持されている。第２のベースは、第１のベースの第１の領域上に搭載されている。第３のベースは、第１のベースの第２の領域上に搭載されている。レーザダイオードは、マッハツェンダ型光変調器を集積化した波長可変レーザダイオードであり、第２のベース上に搭載されている。光学系は、レーザダイオードの波長を固定するための光学系であり、第３のベース上に搭載されている。第１の基板上には、第１のベースの一部分のみが搭載されている。この第１のベースの一部分は、第１の領域を含む。
【０００８】
この光送信サブアセンブリでは、温度制御器の第１の基板上に第１のベースの第１の領域が搭載されている。したがって、光学系よりも精密な温度管理が必要なレーザダイオードを温度制御器の上に設けて、当該レーザダイオードの温度制御を行うことが可能である。また、第１の基板上には、第１のベースの一部分のみが搭載されている。したがって、温度制御器を配置する領域の平面積を小さくすることができる。その結果、当該領域に配置される温度制御素子の個数を少なくすることができる。よって、光送信アセンブリのコストを低減することが可能である。
【０００９】
一実施形態においては、第１の基板は、第１の領域から第２の領域に向かう方向において、第１の領域と第２の領域との間の境界を越えて第２の領域の中間まで延在していてもよい。この実施形態によれば、第１のベースの他の部分、即ち、第１の基板によって支持されていないベースの開放部分の共振周波数が高められ得る。当該他の部分には光学系が搭載されている。したがって、この実施形態によれば、機械的衝撃に対する光学系の振動振幅を小さくすることが可能となる。
【００１０】
一実施形態においては、第１のベースは、第２の領域を前記方向において終端させる縁部を有しており、第１の基板及び第２の基板は、前記方向において該第１の基板及び該第２の基板を終端させる縁部をそれぞれ有しており、第１のベースの前記縁部と第２の基板の前記縁部との距離は、第１のベースの前記縁部と第１の基板の前記縁部との距離よりも大きくてもよい。この実施形態によれば、上述した平面積がより小さくなる。
【００１１】
一実施形態においては、光学系は、レーザダイオードからの光を分岐して、少なくとも第１の光及び第２の光を出力する第１の光カプラと、第１の光を分岐して、少なくとも第３の光及び第４の光を出力する第２の光カプラと、第３の光を受光する第１のフォトダイオードと、波長に対して周期的な透過率を有するエタロンフィルタであって、第２の光の一部を透過するエタロンフィルタと、エタロンフィルタを透過した光を受光する第２のフォトダイオードと、を有していてもよい。この実施形態によれば、レーザダイオードの波長の制御に、第２のフォトダイオードによって検知される光強度を利用することが可能である。
【００１２】
一実施形態においては、第２のベースの厚みは第３のベースの厚みよりも小さくてもよい。この実施形態によれば、第３のベースの共振周波数が高められ得る。その結果、機械的衝撃に対する光学系の振動振幅を小さくすることが可能となる。
【００１３】
一実施形態においては、第２のベース及び第３のベースは、ＡｌＮ製であってもよい。また、一実施形態においては、第１の基板は、サファイア又はＡｌＮ製であってもよい。また、一実施形態においては、第１のベースはＣｕＷ製であってもよい。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明の一側面及び実施形態によれば、コストの低減が可能な光送信サブアセンブリが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施形態の光トランシーバの外観を示す斜視図である。
【図２】一実施形態の光トランシーバの内部構成を示す斜視図である。
【図３】一実施形態のレーザ領域を概略的に示す図である。
【図４】一実施形態のＳＧ−ＤＦＢ領域の波長特性を説明するための図である。
【図５】一実施形態のＣＳＧ−ＤＢＲ領域の反射スペクトルの一例を説明するための図である。
【図６】一実施形態のＣＳＧ−ＤＢＲ領域の反射スペクトルの別の一例を説明するための図である。
【図７】一実施形態のＣＳＧ−ＤＢＲ領域の反射スペクトルの別の一例を説明するための図である。
【図８】一実施形態に係る光変調器領域を概略的に示す平面図である。
【図９】一実施形態の光送信サブアセンブリの内部構成を示す斜視図である。
【図１０】一実施形態の光送信サブアセンブリのケース内部構成を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【００１７】
図１は、一実施形態の光トランシーバの外観を示す斜視図であり、図２は、一実施形態の光トランシーバの内部構成を示す斜視図である。図１及び図２に示す光トランシーバ１０は、金属製のハウジング１２を有している。一実施形態においては、ハウジング１２は、第１のハウジング１２ａ、及び、第２のハウジング１２ｂを含んでおり、上下に分離可能な構造を有している。図２においては、第２のハウジング１２ｂを取り除いた状態の光トランシーバ１０が示されている。
【００１８】
ハウジング１２は、ＸＦＰ（１０  Ｇｉｇａｂｉｔ  Ｓｍａｌｌ  Ｆｏｒｍ Ｆａｃｔｏｒ  Ｐｌｕｇｇａｂｌｅ）規格に準拠し得る。ハウジング１２の内部には、光送信サブアセンブリ（ＴＯＳＡ：Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｕｂ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ）１４、光受信サブアセンブリ（ＲＯＳＡ：Ｒｅｃｅｉｖｅｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｕｂ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ）１６、及び、これらＯＳＡと電気的に接続する回路を搭載した回路基板１８が収容されている。
【００１９】
ハウジング１２は、その前方に、光レセプタクル１２ｃを有している。光レセプタクル１２ｃは、外部光コネクタと係合することができる。光レセプタクル１２ｃに外部光コネクタを挿入し、外部光コネクタの光ファイバの先端に付属するフェルールを光レセプタクル１２ｃ内に収容されたＯＳＡのスリーブに差し込むことにより、当該光ファイバとＯＳＡ内の光デバイスとを光学的に結合することができる。
【００２０】
ハウジング１２は、ラッチ機構１２ｄを有している。このラッチ機構１２ｄは、ホストシステム上のケージに係合し、光トランシーバ１０を当該ケージに固定する機能を有する。光レセプタクル１２ｃの側面には、略Ｕ字形状のベール１２ｅが支持されている。このベール１２ｅを光レセプタクル１２ｃの前方を横切るように回転することで、ラッチ機構１２ｄとケージとの係合を解除することができる。一方、光レセプタクル１２ｃに外部光コネクタが係合している状態では、ベール１２ｅを回転することができないので、光トランシーバ１０をケージから取り出すことができない。
【００２１】
光トランシーバ１０の後部では、回路基板１８の後端がハウジング１２から外部に露出している。回路基板１８の当該後端には電気プラグ１８ａが形成されている。電気プラグ１８ａは、光トランシーバ１０がホストシステムと電気的に通信するためのインタフェイスを構成している。
【００２２】
電気プラグ１８ａは、複数の電極を有している。これら複数の電極は、電源用電極、接地電極、及び、信号電極を含んでいる。電源用電極及び接地電極の長さは、当該電気プラグ１８ａをホストシステムの電気コネクタに差し込んだときに、電源用電極、接地電極がまず導通し、次いで、信号電極が導通するよう、信号電極の長さと異なっている。即ち、光トランシーバ１０では、当該光トランシーバ１０の電源が、まずホストシステムから供給されて安定化され、安定化された状態で信号の送受が果たされる。したがって、電気プラグ１８ａと電気コネクタとの係合に際して、ホストシステムの電源を遮断する必要がない。
【００２３】
かかるラッチ機構を備える光トランシーバは、一般にプラガブルトランシーバと呼ばれる。さらに、ホストシステムの電源を遮断することなく活性化することのできる形態を有する光トランシーバはホットプラガブルトランシーバと呼ばれる。
【００２４】
以下、図２を参照する。光トランシーバ１０では、ＴＯＳＡ  １４及びＲＯＳＡ  １６はそれぞれ、角形の本体部１４ａ及び１６ａを有している。即ち、ＴＯＳＡ  １４及びＲＯＳＡ  １６は、所謂、バタフライ型光モジュールである。ＴＯＳＡ  １４及びＲＯＳＡ  １６はそれぞれ、円筒状のスリーブ１４ｂ及び１６ｂを有している。スリーブ１４ｂ及び１６ｂはそれぞれ、本体部１４ａ及び１６ａの前壁から前方に延びており、光レセプタクル１２ｃが画成するキャビティ１２ｈ内に挿入されている。スリーブ１４ｂ及び１６ｂはそれぞれ、キャビティ１２ｈ内で外部光コネクタのフェルールを受容する。
【００２５】
回路基板１８は、主領域１８ｂ、電気プラグ１８ａが形成された後端を含む露出領域１８ｃ、及びネック部１８ｄを含んでいる。ネック部１８ｄは、主領域１８ｂと露出領域１８ｃとの間に設けられており、主領域１８ｂ及び露出領域１８ｃの幅よりも狭い幅を有している。
【００２６】
ハウジング１２は、主領域１８ｂを収容する空間を画成している。また、ハウジング１２は、当該空間を後側から画成する後壁１２ｊを含んでいる。後壁１２ｊは、当該空間の幅よりも狭い通路を画成しており、当該通路は当該空間とハウジング１２の外部とを接続している。この通路には、ネック部１８ｄが嵌め込まれている。これにより、後壁１２ｊは、回路基板１８の前後方向の移動を規制し、電気プラグ１８ａと電気コネクタとの挿抜によって回路基板１８に及ぼされる応力を吸収し、当該応力がＯＳＡ  １４及び１６に影響を与えることを防止している。なお、本明細書においては、方向を示す用語、即ち、「前」、「後」との語は、便宜的に用いたものであり、光レセプタクル１２ｃに対して電気プラグ１８ａが存在する方向を「後」と呼んでおり、その反対方向を「前」と呼んでいる。
【００２７】
一実施形態のＴＯＳＡ  １４は、本体部１４ａ内に波長可変レーザダイオード（以下、「ＬＤ」という）２０を有している（図９参照）。以下、波長可変ＬＤ  ２０の構造及び動作について説明する。一実施形態においては、ＬＤ  ２０は、マッハツェンダ型光変調器を集積化した波長可変レーザダイオードであり、レーザ領域１００及び光変調器領域２００を含んでいる。図３は、一実施形態のレーザ領域を概略的に示している。図３の（ａ）には、レーザ領域１００の断面が概略的に示されており、図３の（ｂ）には、レーザ領域１００の平面図が示されている。
【００２８】
図３に示すように、レーザ領域１００は、半導体光増幅器（ＳＯＡ：Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）領域１１０、ＳＧ−ＤＦＢ（Ｓａｍｐｌｅｄ  Ｇｒａｔｉｎｇ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  ＦｅｅｄＢａｃｋ）領域１２０、ＣＳＧ−ＤＢＲ（Ｃｈｉｒｐｅｄ  Ｓａｍｐｌｅｄ  Ｇｒａｔｉｎｇ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）領域１３０、及び、光吸収領域１４０を含んでおり、これら四つの領域が直列に接続された構造を有している。ＳＯＡ領域１１０は、基板１０１上に、下クラッド層１１１、光増幅／吸収層１１２、上クラッド層１１３、コンタクト層１１４、及び電極１１５が積層された構造を有している。
【００２９】
ＳＧ−ＤＦＢ領域１２０は、基板１０１上に、下クラッド層１１１、活性層１２２ａ及び光導波層１２２ｂを含む層、上クラッド層１１３、コンタクト層１２４、並びに、ＤＦＢ電極１２５ａ及び調整電極１２５ｂを含む電極層が、積層された構造を有している。活性層１２２ａ及び光導波層１２２ｂは、光導波方向において交互に設けられている。また、ＤＦＢ電極１２５ａ及び調整電極１２５ｂも、光導波方向において交互に設けられている。ＳＧ−ＤＦＢ領域１２０は、光導波方向において交互に設けられたＤＦＢ領域１２０ａ及び調整領域１２０ｂを含んでいる。ＤＦＢ領域１２０ａは、活性層１２２ａ及びＤＦＢ電極１２５ａを含んでおり、調整領域１２０ｂは、光導波層１２２ｂ及び調整電極１２５ｂを含んでいる。一実施形態においては、図３の（ａ）に示すように、各々が一つのＤＦＢ領域１２０ａと一つの調整領域１２０ｂから構成される三つのセグメントが、光導波方向に配列されている。
【００３０】
ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１３０は、基板１０１上に、下クラッド層１１１、光導波層１３２、上クラッド層１１３、絶縁膜１３８、並びに、複数のヒータ電極１３５ａ、１３５ｂ、１３５ｃ及び接地電極１３５ｇを含む電極層が積層された構造を有している。ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１３０には、複数のヒータが形成されている。
【００３１】
一実施形態においては、図３の（ｂ）に示すように、ヒータ電極１３５ａは、共通の基部から光導波方向に交差する方向に延びる三つのフィンガを有している。また、ヒータ電極１３５ｂ及びヒータ電極１３５ｃはそれぞれ、共通の基部から光導波方向に交差する方向に延びる二つのフィンガを有している。接地電極１３５ｇは、共通の基部から光導波方向に交差する方向に延びる９つのフィンガを有している。ヒータ電極１３５ａ、１３５ｂ、及び１３５ｃのフィンガと接地電極１３５ｇのフィンガは、光導波方向において交互に配列されている。ヒータ電極１３５ａのフィンガと接地電極１３５ｇのフィンガとの間には、薄膜抵抗で構成される六つの第１のヒータ１３６ａが設けられている。同様に、ヒータ電極１３５ｂのフィンガと接地電極１３５ｇのフィンガとの間には、薄膜抵抗で構成される四つの第２のヒータ１３６ｂが設けられており、ヒータ電極１３５ｃのフィンガと接地電極１３５ｇのフィンガとの間には、薄膜抵抗で構成される四つの第３のヒータ１３６ｃが設けられている。
【００３２】
図３の（ａ）に示すように、光吸収領域１４０は、基板１０１上に、下クラッド層１１１、光吸収層１４２、上クラッド層１１３、コンタクト層１４４、及び電極１４５が積層された構造を有する。ＳＯＡ領域１１０、ＳＧ−ＤＦＢ領域１２０、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１３０、及び光吸収領域１４０は、基板１０１、下クラッド層１１１、及び上クラッド層１１３を、共有している。また、光増幅／吸収層１１２、活性層１２２ａ、光導波層１２２ｂ、光導波層１３２、及び光吸収層１４２は、同一平面に沿って形成されている。また、基板１０１の裏面には、裏面電極１０９が形成されている。裏面電極１０９は、領域１１０、１２０、１３０、及び１４０にわたって形成されている。
【００３３】
図３の（ａ）に示すように、ＳＧ−ＤＦＢ領域１２０及びＣＳＧ−ＤＢＲ領域１３０の下クラッド層１１１においては、複数の回折格子（コルゲーション）１０２が光導波方向において互いに間隔を隔てて形成されている。ＳＧ−ＤＦＢ領域１２０及びＣＳＧ−ＤＢＲ領域１３０は、複数のセグメントを有している。各セグメントは、回折格子１０２が設けられている領域と回折格子が形成されていないスペースの組である。一実施形態においては、ＳＧ−ＤＦＢ領域１２０は、五つのセグメントを含んでおり、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１３０は七つのセグメントを含んでいる。回折格子１０２は、下クラッド層１１１とは異なる材料で構成されている。一実施形態においては、下クラッド層１１１がＩｎＰ製である場合に、回折格子を構成する材料は、Ｉｎ０．７８Ｇａ０．２２Ａｓ０．４７Ｐ０．５３であってもよい。
【００３４】
ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１３０では、少なくとも二つのセグメントの光学的長さが、互いに異なっている。これにより、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１３０の波長特性の複数のピークの強度は波長依存性を有するようになる。一方、ＳＧ−ＤＦＢ領域１２０では、複数のセグメントの光学的長さは、実質的に互いに等しくなっている。レーザ領域１００では、これらＳＧ−ＤＦＢ領域１２０及びＣＳＧ−ＤＢＲ領域１３０の組合せにより、バーニア効果を利用して、所望の波長において安定したレーザ発振を実現することができる。
【００３５】
一実施形態においては、基板１０１は、例えば、ＩｎＰ半導体基板であり得る。光導波層１３２は、例えば、基礎吸収端がレーザ発振波長よりも短波長側にあるＩｎＧａＡｓＰ系結晶から構成され、１．３μｍ程度のバンドギャップ波長を有し得る。活性層１２２ａは、例えば、目的とする波長でのレーザ発振に対して利得を有するＩｎＧａＡｓＰ系結晶から構成され、１．５７μｍ程度のバンドギャップ波長を有し得る。光増幅／吸収層１１２は、光を吸収又は増幅することによって出射光出力を変化させるためのＩｎＧａＡｓＰ系結晶から構成され、例えば１．５７μｍ程度のバンドギャップ波長を有し得る。光増幅／吸収層１１２及び光吸収層１４２の材料としては、レーザ領域１００の発振波長に対して吸収特性を有する材料が選択される。活性層１２２ａ、光増幅／吸収層１１２、及び光吸収層１４２は、量子井戸構造を有していてもよく、例えば、厚さ５ｎｍのＧａ０．４７Ｉｎ０．５３Ａｓ井戸層と厚さ１０ｎｍのＧａ０．２８Ｉｎ０．７２Ａｓ０．６１Ｐ０．３９障壁層が交互に積層された構造を有し得る。また、光増幅／吸収層１１２及び光吸収層１４２は、バルク半導体であってよく、例えばＧａ０．４６Ｉｎ０．５４Ａｓ０．９８Ｐ０．０２製のバルク半導体であってもよい。なお、光増幅／吸収層１１２、及び光吸収層１４２は、活性層１２２ａと同じ材料で構成されていてもよい。この場合には、活性層１２２、光増幅／吸収層１１２、及び光吸収層１４２を同一工程で作製することができるので、製造工程が簡素化される。
【００３６】
以下、レーザ領域１００の波長制御について説明する。図４は、一実施形態のＳＧ−ＤＦＢ領域の波長特性を説明するための図である。図４の（ａ）には、一実施形態のＳＧ−ＤＦＢ領域が、調整電極を省略して概略的に示されている。また、図４の（ｂ）には、ＳＧ−ＤＦＢ領域の発光スペクトルの一例が示されている。ここでは、図４の（ａ）に示すように、調整電極１２５ｂを省略した構造を有するＳＧ−ＤＦＢ領域について考える。ＳＧ−ＤＦＢ領域１２０のＤＦＢ電極１２５ａに所定の駆動電流を注入すると、活性層１２２は光を発生する。このＳＧ−ＤＦＢ領域１２０には、標本化回折格子（Ｓａｍｐｌｅｄ  Ｇｒａｔｉｎｇ）１０２が形成されているので、ＳＧ−ＤＦＢ領域１２０単独の波長特性は、図４の（ｂ）に示すように、複数のピークを有するものとなる。この複数のピークの波長間隔ＤＩは、次式（１）によって決定される。
【数１】
2012244149.tif 000003
ここで、ＩはＤＦＢ電極１２５ａから注入される電流の大きさ、ｎｅｑはセグメントの等価屈折率、ＬＳＧはセグメントの長さである。電流をＤＦＢ電極１２５ａから活性層１２２ａに注入すると、活性層１２２ａ内でのキャリア分布が変調されるので、ピーク間隔は変化する。
【００３７】
また、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１３０にも、標本化回折格子１０２と隣接するスペースとで構成される複数のセグメントが存在している。ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１３０の反射スペクトルは、複数のピークを有する。ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１３０の反射スペクトルのピーク間の波長間隔は、ＳＧ−ＤＦＢ領域１２０の発光スペクトルのピーク間の波長間隔とは微妙に異なっている。したがって、ＳＧ−ＤＦＢ領域１２０とＣＳＧ−ＤＢＲ領域１３０とを集積化すると、それぞれのピークが一致する波長でレーザ発振が生じる。この現象は、バーニア効果と呼ばれる。
【００３８】
ここで、ＳＧ−ＤＦＢ領域１２０と全てのセグメントが同一の光学的長さを有するＣＳＧ−ＤＢＲ領域１３０とを集積化しただけでは、ＳＧ−ＤＦＢ領域１２０の発光スペクトルの波長間隔とＣＳＧ−ＤＢＲ領域１３０の反射スペクトルの波長間隔との最小公倍数の整数倍に相当する複数の波長でピークが一致することになり、レーザ領域の発振波長は一意に定まらない。そのため、一実施形態のレーザ領域１００では、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１３０の複数の領域のうち、少なくとも一つの領域におけるセグメントの光学的長さが、他の領域のセグメントの光学的長さと異なっている。このような構造は、チャープ標本化回折格子（ＣＳＧ−ＤＢＲ）と呼ばれる。
【００３９】
一実施形態においては、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１３０は、ＳＧ−ＤＦＢ領域１２０側から光導波方向に順に領域１３０ａ、１３０ｂ、及び１３０ｃを有している。領域１３０ａに含まれるセグメントの長さは、領域１３０ｂに含まれるセグメントの長さより短く、領域１３０ｂに含まれるセグメントの長さは領域１３０ｃに含まれるセグメントの長さより短い。領域１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃの温度は、ヒータ１３６ａ、１３６ｂ、１３６ｃのそれぞれによって制御することができる。ここで、図５〜図７を参照する。図５〜図７は、一実施形態のＣＳＧ−ＤＢＲ領域の反射スペクトルの一例を説明するための図である。図５の（ａ）、図６の（ａ）、図７の（ａ）にはそれぞれ、一実施形態のＣＳＧ−ＤＢＲ領域が概略的に示されており、図中の矢印のサイズはヒータ電極に与える電流の大きさに対応している。図５の（ｂ）、図６の（ｂ）、図７の（ｂ）には、図５の（ａ）、図６の（ａ）、図７の（ａ）に示す電流をヒータ電極に与えた場合のＣＳＧ−ＤＢＲ領域の反射スペクトルがそれぞれ示されている。
【００４０】
図５の（ａ）に示すように、領域１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃの温度がＳＧ−ＤＦＢ領域１２０との距離が近いほど高くなるように、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１３０に温度分布を与えると、図５の（ｂ）に示すように、反射ピークの包絡線は、短波長側において大きな値を有するようになる。したがって、バーニア効果により選択される複数の波長のうち、包絡線の値が大きい波長範囲にあるピーク波長でのみレーザ発振が生じることなる。また、図６の（ａ）及び図７の（ａ）に示すように温度分布を変化させると、図６の（ｂ）及び図７の（ｂ）に示すように、反射ピークの包絡線は、図５の（ａ）の場合よりも長波長側において大きな値を有するようになる。したがって、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１３０によれば、その温度分布を変化させることにより、バーニア効果を用いて設定する波長を変化させることが可能となる。かかるＣＳＧ−ＤＢＲ領域１３０における温度分布は、領域１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃそれぞれのヒータ１３６ａ、１３６ｂ、１３６ｃに供給する電流により設定することができる。
【００４１】
さらに、図３の（ａ）を参照すると、ＳＧ−ＤＦＢ領域１２０には、ＤＦＢ領域１２０ａと調整領域１２０ｂが光導波方向において交互に設けられている。調整領域１２０ｂの調整電極１２５ｂにバイアス電圧又はバイアス電流を与えることにより、光導波層１２２ｂの等価屈折率を変化させることができる。式（１）に示したように、ＳＧ−ＤＦＢ領域１２０の発光スペクトルのピーク間隔は、各セグメントの等価屈折率に依存する。したがって、調整電極１２５ｂから光導波層１２２ｂに注入する電流を調整することで、ＳＧ−ＤＦＢ領域１２０の発光スペクトルのピーク波長を変化させることが可能である。
【００４２】
レーザ領域１００では、電極１１５、１２５ａ、１２５ｂ、１３５ａ、１３５ｂ、１３５ｃ、１４５のそれぞれに独立の電源が接続される。電極１２５ａを介して活性層１２２ａに電流が供給されると、ＳＧ−ＤＦＢ領域１２０において光が発生する。発生した光は、光導波路１２２ｂ、１２２ａ、及び１３２を伝搬しつつ、繰り返し反射及び増幅されて、レーザ発振する。発振したレーザ光の一部は、光増幅層１１２において増幅された後、出力され、後述する光変調器領域２００に結合される。一方、光吸収層１４２では、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１３０を透過した迷光が吸収される。光増幅層１１２における増幅率は、電極１１５に流す電流によって制御することができるので、変調器からの出射光の一部をモニタしＡＰＣ（Ａｕｔｏ−Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）制御を行うことで、ＬＤ  ２０の光の強度を一定に維持することができる。
【００４３】
以上説明した波長制御メカニズムによれば、レーザ領域１００の発振波長を選択することができる。この選択された波長をＩＴＵ−Ｔに規定されるＷＤＭのグリッド波長に一致させるために、ＴＯＳＡ  １４は、後述する温度制御器を有しており、当該温度制御器上にＬＤ  ２０を搭載している。ＴＯＳＡ  １４では、温度制御器を制御することにより光導波層１３２、活性層１２２ａ、及び光導波層１２２ｂの温度を調整することができる。これにより、バーニア効果及びＣＳＧ−ＤＢＲ領域１３０の温度分布の制御により選択された発振波長を、ＷＤＭグリッド波長に一致させることができる。
【００４４】
以上説明したメカニズムによりＷＤＭグリッド波長にその発振波長が設定されたレーザ光は、ＳＯＡ領域１１０から出力されて光変調器領域２００に結合される。一方、光吸収層１４２に入射したレーザ光は、当該光吸収層１４２で吸収される。また、レーザ領域１００のリア側端面、即ち、光吸収層１４２の端面は、１０％以上の反射率を有しており、当該端面で反射された光は再度、光吸収層１４２において吸収される。したがって、ＬＤ  ２０では、リア側端面から出力されるレーザ光に起因した迷光を抑制することができる。なお、一実施形態においては、リア側端面からの光出力は、フロント側、即ち、ＳＯＡ領域１１０からの出力の１％以下であってもよい。この形態によれば、より効果的な迷光の抑制が実現される。
【００４５】
また、リア側端面が１０％以上の反射率を有している場合には、外部からリア側端面を介したレーザ領域１００の内部への迷光の侵入が抑制される。一実施形態においては、リア側端面は２０％以上の反射率を有していてもよい。また、リア側端面からレーザ領域１００内に侵入する迷光は、光吸収層１４２で吸収される。したがって、レーザ領域１００の共振器、即ち、ＳＧ−ＤＦＢ領域１２０及びＣＳＧ−ＤＢＲ領域１３０への迷光の到達が抑制される。
【００４６】
次に、光変調器領域２００について説明する。図８は、一実施形態に係る光変調器領域を概略的に示す平面図である。光変調器領域２００は、マッハツェンダ型光変調器であり、第１干渉部（Ｍｕｌｔｉ  Ｍｏｄｅ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）２１０、位相調整部２２０、変調部２３０、及び、第２干渉部２４０を含んでいる。
【００４７】
第１干渉部２１０は、第１入力端２１１ａ、第１入力光導波路２１２ａ、第２入力端２１１ｂ、第２入力光導波路２１２ｂ、及び第１干渉光導波路２１５を含んでいる。第１入力端２１１ａは、レーザ領域１００のフロント側に光学的に結合されており、レーザ領域１００の出射光を受ける。第１入力光導波路２１２ａは第１入力端２１１ａに接続されており、第２入力光導波路２１２ｂは第２入力端２１１ｂに接続されている。第１入力光導波路２１２ａ及び第２入力光導波路２１２ｂは、第１干渉光導波路２１５に合流する。第１干渉光導波路２１５は、第１光導波路２２１ａと第２光導波路２２１ｂに分岐する。これら第１光導波路２２１ａ及び第２光導波路２２１ｂ、位相調整部２２０、変調部２３０において延在している。光変調器領域２００の長手方向に延びる軸線に対して、第１光導波路２２１ａは第１入力光導波路２１２ａと同じ側に配置されており、第２光導波路２２１ｂは第２入力光導波路２１２ｂと同じ側に配置されている。
【００４８】
第２干渉部２４０は、第２干渉光導波路２４５、第１出力光導波路２４２ａ、第２出力光導波路２４２ｂを含んでいる。第１光導波路２２１ａ及び第２光導波路２２１ｂは、第２干渉光導波路２４５で合流する。第２干渉光導波路２４５は、第１出力端２４１ａに接続された第１出力光導波路２４２ａと第２出力端２４１ｂに接続された第２出力光導波路２４２ｂに分岐する。光変調器領域２００の長手方向に延びる軸線に対して、第１出力端２４１ａは第２光導波路２２１ｂと同じ側に配置されており、第２出力端２４１ｂは第１光導波路２２１ａと同じ側に配置されている。
【００４９】
第１光導波路２２１ａの光路長と第２光導波路２２１ｂの光路長との間には、予め差が設けられている。一実施形態においては、第１光導波路２２１ａを伝搬する光と第２光導波路２２１ｂを伝搬する光との間に−０．５πの位相差が生じるような光路長の差が設けられている。
【００５０】
第１光導波路２２１ａ及び第２光導波路２２１ｂはアームと呼ばれるものであり、当該アームのそれぞれにはアーム電極が設けられている。アーム電極はアームを伝搬する光の位相を制御するための電極である。一実施形態では、各アーム電極は、位相調整用電極２２９と変調用電極２３９を含み得る。位相調整用電極２２９と変調用電極２３９は互いに離間している。位相調整用電極２２９及び変調用電極２３９の位置関係は特に限定されるものではないが、一実施形態においては、位相調整用電極２２９は変調用電極２３９よりも光入力端側に配置されている。また、第１出力光導波路２４２ａ及び第２出力光導波路２４２ｂのそれぞれには、光強度検出電極２４９が設けられている。
【００５１】
変調用電極２３９それぞれの一端には、外部駆動回路が接続されている。また、変調用電極２３９それぞれの他端には、終端抵抗２３８が接続されている。外部駆動回路からは、第１光導波路２２１ａを伝搬する光及び第２光導波路２２１ｂを伝搬する光を変調させる変調用の電圧が、変調用電極２３９のそれぞれに印加される。変調用電極２３９に変調用の電圧が印加されると、第１光導波路２２１ａ及び第２光導波路２２１ｂのコアの屈折率が変化する。これにより、第１光導波路２２１ａ及び第２光導波路２２１ｂの各々を通過する光の位相が変化する。
【００５２】
外部駆動回路は、第１光導波路２２１ａに設けられた変調用電極２３９と第２光導波路２２１ｂに設けられた変調用電極２３９とに、変調信号として差動信号を入力する。即ち、第１光導波路２２１ａの変調用電極２３９に高駆動電圧が印加されるときには、第２光導波路２２１ｂの変調用電極２３９には低駆動電圧が印加される。反対に、第１光導波路２２１ａの変調用電極２３９に低駆動電圧が印加されるときには、第２光導波路２２１ｂの変調用電極２３９には高駆動電圧が印加される。このように、第１光導波路２２１ａの変調用電極２３９に印加される電圧と第２光導波路２２１ｂの変調用電極２３９に印加される電圧との電位差により、第１光導波路２２１ａを伝搬する光と第２光導波路２２１ｂを伝搬する光との間に当該電位差に応じた位相差が与えられる。
【００５３】
例えば、第１光導波路２２１ａの変調用電極２３９に高駆動電圧が印加され、第２光導波路２２１ｂの変調用電極２３９に低駆動電圧が印加された場合には、第１光導波路２２１ａを伝搬する光と第２光導波路２２１ｂを伝搬する光との間に、−０．５πの位相差変化が生じる。また、例えば、第１光導波路２２１ａの変調用電極２３９に低駆動電圧が印加され、第２光導波路２２１ｂの変調用電極２３９に高駆動電圧が印加された場合には、第１光導波路２２１ａを伝搬する光と第２光導波路２２１ｂを伝搬する光との間に、＋０．５πの位相差変化が生じる。
【００５４】
上述したように、第１光導波路２２１ａを伝搬する光と第２光導波路２２１ｂを伝搬する光とには、−０．５πの位相差が生じるような光路長差が予め設けられている。したがって、各変調用電極２３９に変調用の電圧が印加されて第１光導波路２２１ａを伝搬する光と第２光導波路２２１ｂを伝搬する光とに−０．５πの位相差変化が生じる場合には、第１光導波路２２１ａを通過した光と第２光導波路２２１ｂを通過した光との間に、−πの位相差が生じることになる。このように、第１光導波路２２１ａを通過した光と第２光導波路２２１ｂを通過した光との間に−πの位相差が生じる場合は、第１入力端２１１ａから入力された光は、第１出力端２４１ａから出力され、第２出力端２４１ｂからは出力されない。
【００５５】
一方、変調用電極２３９に変調用の電圧が印加されて第１光導波路２２１ａを伝搬する光と第２光導波路２２１ｂを伝搬する光との間に＋０．５πの位相差変化が生じる場合には、第１光導波路２２１ａを通過した光と第２光導波路２２１ｂを通過した光との間の位相差は、０になる。第１光導波路２２１ａを通過した光と第２光導波路２２１ｂを通過した光との間の位相差が０の場合には、第１入力端２１１ａから入力された光は第２出力端２４１ｂから出力され、第１出力端２４１ａからは出力されない。
【００５６】
このように、光変調器領域２００では、第１光導波路２２１ａを通過した光と第２光導波路２２１ｂを通過した光との間の位相差に応じて、第１入力端２１１ａから入力された光が出力される出力端が、第１出力端２４１ａと第２出力端２４１ｂとの間で切り替る。これにより、第１出力端２４１ａ又は第２出力端２４１ｂからの出力光信号を変調光信号として利用することができる。一実施形態においては、第１出力端２４１ａの出力光信号が変調光信号として利用される。
【００５７】
マッハツェンダ型光変調器である光変調器領域２００の光導波路の製造においては、製造バラツキが少なからず発生し、光導波路の長さや幅等が設計寸法から外れてしまうことがある。これにより、第１光導波路２２１ａの光路長と第２光導波路２２１ｂの光路長とが設計値から外れてしまい、第１光導波路２２１ａを伝搬する光と第２光導波路２２１ｂを伝搬する光との位相差が設計値からズレることがある。このような光の位相差の設計値からの誤差を調整する方法が位相調整である。
【００５８】
位相調整は、各位相調整用電極２２９にＤＣ（直流）電圧を印加して、第１光導波路２２１ａ及び第２光導波路２２１ｂの屈折率を変化させ、第１光導波路２２１ａを伝搬する光の位相及び第２光導波路２２１ｂを伝搬する光の位相を変化させることにより行われる。具体的には、位相調整は、各光強度検出電極２４９で検出される出力信号の光強度に基づいて、各位相調整用電極２２９に印加するＤＣ電圧を帰還制御する。光強度検出電極２４９の下に位置する出力光導波路２４２ａ及び２４２ｂは、導波路型のフォトダイオードとして機能する。即ち、出力光導波路２４２ａ及び２４２ｂの各々を通る光は、電流Ｉｐｄに変換され、当該電流Ｉｐｄに基づいて光強度を検出することがでる。第１光導波路２２１ａを通過した光と第２光導波路２２１ｂを通過した光との間の位相差が０又は−πに合致して変化する場合には、第１出力端２４１ａから出力される光強度と第２出力端２４１ｂから出力される光強度とは、一定の時間幅で同じ大きさとなる。そこで、位相調整回路は、第１出力光導波路２４２ａの光強度検出電極２４９で検出された光強度（即ち、光電流に応じた電圧）と、第２出力光導波路２４２ｂの光強度検出電極２４９で検出された光強度（即ち、光電流に応じた電圧）とが同じ大きさとなるように、各位相調整用電極２２９に印加するＤＣ電圧を調整する。これにより、第１光導波路２２１ａを通過した光と第２光導波路２２１ｂを通過した光との位相差を０又は−πに合致させることができ、製造ばらつきによる位相のズレを調整することができる。
【００５９】
以下、上述したＬＤ  ２０を搭載したＴＯＳＡ  １４の構成について詳細に説明する。ＴＯＳＡ  １４は、角形の本体部１４ａと光結合部１４ｃを含んでいる。図２に示すように、光結合部１４ｃは、本体部１４ａとスリーブ１４ｂとを結合している。
【００６０】
図９は、一実施形態の光送信サブアセンブリの内部構成を示す斜視図である。図９に示すように、本体部１４ａはケース２２を含んでいる。ケース２２の後壁２２ａからは、複数のリードピンが延び出している。ケース２２は、リードピンを保持する部分以外では金属製である。リードピンを保持する当該部分はセラミック製であり、リードピンとケース２２との絶縁が確保されている。
【００６１】
一実施形態においては、複数のリードピンは、三段に分かれており、各々が幾つかのリードピンを含むリードピン群２４ａ、２４ｂ、及び２４ｃを構成している。リードピン群２４ｃのリードピンは、高周波信号を含む信号供給用のリードピンである。リードピン群２４ｃのリードピンを介して供給される信号には、例えば、光変調器領域２００を駆動する高周波信号、ＣＳＧ−ＤＢＲ領域１３０のヒータへの電流、或いは、レーザ領域１００に直接提供する信号を含み得る。リードピン群２４ｃのリードピンは、高周波信号の劣化を抑制するために、インピーダンス整合が図られている。リードピン群２４ａ及び２４ｂのリードピンは、直流信号又は低周波信号を含む信号供給用のリードピンである。リードピン群２４ａ及び２４ｂのリードピンに供給される信号は、レーザ領域１００のヒータ電極以外への信号、又は光変調器領域２００の変調信号以外の信号を含み得る。
【００６２】
以下、図９と共に図１０を参照する。図１０は、一実施形態の光送信サブアセンブリのケース内部構成を示す側面図である。図１０に示すように、ＬＤ  ２０は、温度制御器２６の上方に設けられている。一実施形態においては、ケース２２の長手方向と温度制御器２６の長手方向は一致しており、図９に示すように、ＬＤ  ２０の長手方向、即ち光導波方向は、この長手方向に対して傾けられている。即ち、ＬＤ  ２０の出射光の光軸は、ＬＤ  ２０の出射端面に対して９０度以外の有意な角度を有している。これにより、ＬＤ  ２０の出射光がＬＤ  ２０の外部で反射、散乱され、その散乱光が再度ＬＤ  ２０に戻ることがあっても、当該散乱光がＬＤ  ２０内の光導波路内に戻り、雑音光となることが避けられている。
【００６３】
図９及び図１０を参照すると、ＴＯＳＡ  １４は、ＬＤ  ２０の出射光の波長を固定するための光学系３０を更に有している。この光学系は、ＬＤ  ２０の出射光の波長を固定するための光学系であり、一実施形態においては、レンズ３２、光分岐素子３４、エタロンフィルタ３６、第１のフォトダイオード３８、及び、第２のフォトダイオード４０を含んでいる。
【００６４】
ＬＤ  ２０から出射した光は、レンズ３２により集光され、光分岐素子３４に入射する。光分岐素子３４は、第１のプリズム３４ａ（即ち、第１の光カプラ）及び第２のプリズム３４ｂ（即ち、第２の光カプラ）を含んでいる。第１のプリズム３４ａは、光分岐素子３４に入射した光、即ちレンズ３２からの光を分岐して、第１の光及び第２の光を出力する。第１のプリズム３４ａによって出力される第１の光と第２の光の強度比は、任意の比であってよく、例えば、９０：１０である。第２の光は、エタロンフィルタ３６に入射する。エタロンフィルタ３６を通過した光は、第２のフォトダイオード４０に入射する。第１の光は、第２のプリズム３４ｂに入射する。第２のプリズム３４ｂは、第１の光を分岐して、第３の光及び第４の光を出力する。第３の光は、第１のフォトダイオード３８に入射する。第４の光は、光結合部１４ｃに向かう。
【００６５】
第１のフォトダイオード３８は、ＬＤ  ２０の出射光の光強度を検知し、第２のフォトダイオード４０は、エタロンフィルタ３６を通過した光の光強度を検知する。エタロンフィルタ３６は、波長に対して周期的な透過率を有している。一実施形態においては、エタロンフィルタ３６の透過率の周期は、ＷＤＭ通信規格のグリッド周期に略対応している。ＴＯＳＡ  １４は、第２のフォトダイオード４０の光強度の検出結果に基づいて、ＬＤ  ２０の動作温度を温度制御器２６により制御することにより、ＬＤ  ２０の出射光の波長をＩＴＵ−Ｔのグリッド波長に合致させることができる。ＴＯＳＡ  １４では、光学系３０及びＬＤ  ２０は、温度制御器２６によって支持されており、光学系３０及びＬＤ  ２０の温度は、当該温度制御器２６によって精密に制御される。
【００６６】
図１０に示すように、ＴＯＳＡ  １４は、温度制御器２６、ベース（第１のベース）４２、ベース（第２のベース）４４、及びベース（第３のベース）４６を更に有している。温度制御器２６は、第１の基板２６ａ（以下、「上基板」という）、第２の基板（以下、「下基板」という）２６ｂ、及び複数の温度制御素子２６ｃを含んでいる。一実施形態においては、第１の基板２６ａ及び第２の基板２６ｂは、サファイア又はＡｌＮ製の基板である。複数の温度制御素子２６ｃは、ペルチェ素子であり、第１の基板２６ａと第２の基板２６ｂとの間に挟まれている。複数のペルチェ素子２６ｃは、電気的に直列に接続されている。この温度制御器２６の第１の基板２６ａは、ベース４２を支持している。
【００６７】
ベース４２は、例えば、ＣｕＷ製である。ベース４２は、第１の領域４２ａ及び第２の領域４２ｂを有している。第１の領域４２ａ上には、ベース４４が搭載されており、第２の領域４２ｂ上にはベース４６が搭載されている。ベース４４及びベース４６は、例えば、ＡｌＮ製である。ベース４４上には、ＬＤ  ２０が搭載されており、ベース４６上には、光学系３０が搭載されている。
【００６８】
ＴＯＳＡ  １４では、第１の領域４２ａを含むベース４２の一部分が上基板２６ａ上に搭載されている。即ち、上基板２６ａ上には、ベース４２の第１の領域４２ａが搭載されている。また、上基板２６ａ上には、ベース４２の第１の領域４２ａ以外の一部が搭載されていてもよい。一実施形態においては、上基板２６ａは、第１の領域４２ａから第２の領域４２ｂに向かうＸ方向において、第１の領域４２ａと第２の領域４２ｂの境界を越えて、第２の領域４２ｂの中間まで延在していてもよい。したがって、一実施形態においては、ＬＤ  ２０をその上方に搭載した第１の領域４２ａ下方には、ペルチェ素子２６ｃが設けられており、光学系３０をその上方に搭載した第２の領域４２ｂの下方には、ペルチェ素子が設けられていない空間が存在する。これは、ＬＤ  ２０は精密な温度制御が必要である一方、光学系３０の温度特性はＬＤ  ２０の温度特性に比較し鈍感であるからである。
【００６９】
ＴＯＳＡ  １４の価格は、温度制御器２６のペルチェ素子の個数に依存し、ペルチェ素子の個数は当該ペルチェ素子を配置する領域の平面積に依存する。この平面積とは、ＴＯＳＡ  １４では、第１の基板２６ａと第２の基板２６ｂとに挟まれた空間内の平面であり第１の基板２６ａに平行な平面の面積である。一実施形態の温度制御器２６によれば、この平面積が小さいので、ＴＯＳＡ  １４の低価格化を実現することができる。また、光学系３０の温度制御は、例えば厚さ１．０ｍｍのＣｕＷ製のベース４２により間接的に行うことができる。また、上基板２６ａを第２の領域４２ｂのＸ方向における中間の下方まで延在させることにより、光学系３０を支持する構造に必要な強度を確保することができる。
【００７０】
一実施形態においては、ベース４２は、Ｘ方向において第２の領域４２ｂを終端させる縁部４２ｃを有している。また、上基板２６ａ及び下基板２６ｂは、Ｘ方向において上基板２６ａ及び下基板２６ｂを終端させる縁部２６ｄ及び縁部２６ｅをそれぞれ有している。一実施形態においては、縁部４２ｃと縁部２６ｅとの距離は、縁部４２ｃと縁部２６ｄとの距離よりも大きくなっている。この実施形態によれば、ペルチェ素子２６ｃが配置される領域の平面積がより小さくなる。したがって、より低価格なＴＯＳＡ  １４が実現される。
【００７１】
以下、上基板２６ａがＸ方向において第１の領域４２ａと第２の領域４２ｂとの境界から第２の領域４２ｂの側へ突き出した長さ、即ち、突き出し量Ｄについて検討する。下記表１は、シミュレーションにより求めた突き出し量Ｄと下方に上基板２６ａが存在しない第２の領域４２ｂの部分（以下、「開放部分」という）の共振周波数の関係を示している。このシミュレーションにおいては、ベース４６及び光学系３０を取り除いた状態での開放部分の共振周波数を求めた。表１において、Ｄ＝０は、突き出しが無い状態、即ち、第２の領域４２ｂの下方に温度制御器２６が存在しない状態に相当する。ここで、ペルチェ素子２６ｃが配置されている領域の平面積は４×８ｍｍ２である。
【表１】
2012244149.tif 000004
【００７２】
表１に示すように、開放部分には二つの共振周波数が予想される。これら共振周波数は、開放部分の剛性及びその長さに依存する。即ち、表１に示すように、突き出し量Ｄが大きいほど、共振周波数は高くなる。また、共振周波数が高いほど、開放部分の振動振幅は小さくなる。したがって、突き出し量Ｄを調整することで、開放部分の振動振幅を低減させて、開放部分の振動の光学系３０の動作に対する影響を抑制することができる。表１に示すように、突き出し量Ｄが２ｍｍの場合には、二つの共振周波数は１００ＫＨｚを超える。これら共振周波数が１００ＫＨｚを超える場合には、開放部分の振動振幅は０．０４μｍ程度となる。よって、突き出し量Ｄが２ｍｍ以上である場合には、開放部分の振動の光学系３０の動作に対する影響をより低減させることができる。
【００７３】
一実施形態においては、ベース４４の厚みは、ベース４６の厚みより大きくてもよい。換言すれば、ベース４６の厚みは、ベース４４の厚みよりも小さくてもよい。この実施形態では、ベース４６の厚みを小さくすることにより、ベース４６の共振周波数を高めて、ベース４６の機械的衝撃に対する振動振幅をより小さくすることができる。
【００７４】
次に、ベース４２の厚みについて検討する。表２は、シミュレーションにより求めたＣｕＷ製のベース４２の厚みｔと、当該ベース４２の解放部分の共振周波数及び当該ベース４２の縁部４２ｃに機械的ショックを与えた時の開放部分の物理的変動量との関係を示している。
【表２】
2012244149.tif 000005
【００７５】
表２のシミュレーションは、ベース４６及び光学系３０が装備された状態で行い、突き出し量Ｄは２ｍｍに設定した。表２に示すように、ベース４２の厚みが０．６９ｍｍの場合には、２００Ｇ及び１５００Ｇの機械的ショックを与えた開放部分の変動量はサブミクロン程度の大きさであった。したがって、一実施形態のＴＯＳＡ  １４における厚さ１ｍｍのベース４２によれば、機械的ショックに対して十分な耐性を確保できることが確認された。
【符号の説明】
【００７６】
１０…光トランシーバ、１２…ハウジング、１４…光送信サブアセンブリ（ＴＯＳＡ）、１４ａ…本体部、１４ｂ…スリーブ、１４ｃ…光結合部、１６…光受信サブアセンブリ（ＲＯＳＡ）、１８…回路基板、２０…レーザダイオード（ＬＤ）、２２…ケース、２６…温度制御器、２６ａ…上基板（第１の基板）、２６ｂ…下基板（第２の基板）２６ｃ…ペルチェ素子（温度制御素子）、２６ｄ…縁部（第１の基板の縁部）、２６ｅ…縁部（第２の基板の縁部）、３０…光学系、３２…レンズ、３４…光分岐素子、３４ａ…第１のプリズム（第１の光カプラ）、３４ｂ…第２のプリズム（第２の光カプラ）、３６…エタロンフィルタ、３８…第１のフォトダイオード、４０…第２のフォトダイオード、４２…第１のベース、４２ａ…第１の領域、４２ｂ…第２の領域、４２ｃ…縁部、４４…第２のベース、４６…第３のベース。
【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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