(57)【要約】【課題】  受光部への逆方向からの光を遮断・削減することができ、入射側から受光部に入射される光の光強度の測定のダイナミックレンジを確保すること【解決手段】  入射ファイバコリメータ１１と、その入射ファイバコリメータから入射された入射光Ｌ１０を通過させると共に、その一部を表面のフィルタ面で反射する光学フィルタ１３と、その光学フィルタを通過した光を外部に出射する出射ファイバコリメータ１２と、光学フィルタのフィルタ面１２ａで反射した光を受光する受光部１５と、を備える。光学フィルタへの入射光の入射位置が、フィルタ面の中心Ｏより、受光部側にずらすように設定した。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射ファイバコリメータと、
その入射ファイバコリメータから入射された入射光を通過させると共に、その一部を表面のフィルタ面で反射する光学フィルタと、
その光学フィルタを通過した光を外部に出射する出射ファイバコリメータと、
前記光学フィルタで反射した光を受光する受光部と、
を備え、
前記光学フィルタへの前記入射光の入射位置が、前記フィルタ面の中心より、前記受光部側に設定されていることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記光学フィルタは、前記出射コリメータから前記光学フィルタの裏面を通過して内部に進入した光の前記フィルタ面での反射成分が、前記裏面で反射され再び前記フィルタ面へ到達する間に、前記光学フィルタの切断面に入射しないように構成されることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記入射ファイバコリメータと、前記出射ファイバコリメータとの間に、光アイソレータを配置したことを特徴とする請求項１または２に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記出射ファイバコリメータは、先端が斜研磨されたフェルールと、そのフェルールに固定された光ファイバと、レンズとを備え、
前記フェルールの先端の斜研磨された頂点が、前記受光部側に配置されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか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、光通信システム等に使用される光モジュールに関するもので、より具体的には、通信される光の一部をモニタし、通信する光を制御するために用いられる光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、光通信システムに用いられる光増幅器は、増幅光出力の安定のために、出力光の一部をモニタし、励起光源の出力パワーを制御する構成となる。また、波長が制御された光を送信する光通信システムに用いられる送受信モジュールでは、その光の一部をモニタし、発振波長が安定化するように制御する構成を採る。この種の光モジュールは、例えば特許文献１等に開示されている。
【０００３】
図１（ａ）は、係る光モジュールの構成の一例を示している。図に示すように、この光モジュールは、光の光路の順に、入射ファイバコリメータ１，光学フィルタ２（ホルダ３にて所定角度傾斜状に固定されている），光アイソレータ４，出射ファイバコリメータ５の順に配置される。入射ファイバコリメータ１から入射された光は、光学フィルタ２のフィルタ面２ａに照射される。この照射された光Ｌの大部分は、照射されたフィルタ面２ａにて屈折し、所定の経路で光学フィルタ２内を進み、裏面から外部に出て、光アイソレータ４を経由して出射ファイバコリメータ５から出射する。
【０００４】
また、光学フィルタ２のフィルタ面２ａに照射された光の一部は、そこにおいて反射される。そして、光学フィルタ２は、入射ファイバコリメータ１側のフィルタ面２ａを、入射ファイバコリメータ１から入射される光Ｌの光路に対し所定角度傾斜させているため、光学フィルタ２のフィルタ面２ａで反射された反射光Ｌ１は、入射された光Ｌの光路に対し所定角度で斜めに進む。その反射光の光路の先に、受光部６を配置する。この受光部６で受光した光の情報（光強度、波長等）は、図外の制御部に与えられ、制御部は、入射ファイバコリメータ１から入射されてくる光を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１８５０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１（ａ）に示す構成では、図１（ｂ）に示すように、受光部６で受光される光は、上述した光学フィルタ２のフィルタ面２ａで反射された反射光Ｌ１といった順方向の光に加え、出射ファイバコリメータ５側からの戻り光Ｌ２に基づく逆方向の光Ｌ３がある。この逆方向の光Ｌ３は、戻り光Ｌ２が光学フィルタ２内に入り、その光学フィルタ２の内部で反射を繰り返し、光学研磨されていない切断面２ｂで乱反射を発生し、その乱反射成分の一部が最終的にフィルタ面２ａより外部に出た光を含んでいる。
【０００７】
そして、順方向からの反射光Ｌ１の受光部６への入射強度と、逆方向の光Ｌ３の受光部６への入射強度の比（ＰＤクロストーク）は、前記乱反射成分によって特性が劣化している。
【０００８】
特に、昨今の電子機器・装置の小型化にともない、この種の光モジュールも小型化され、光学フィルタのサイズも小さくなり、光学フィルタ２内に進入した戻り光Ｌ２は、１回から数回程度の少ない反射回数で切断面２ｂに至り、そこで乱反射を起こして上記の問題が生じやすくなる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明は、（１）入射ファイバコリメータと、その入射ファイバコリメータから入射された入射光を通過させると共に、その一部を表面のフィルタ面で反射する光学フィルタと、その光学フィルタを通過した光を外部に出射する出射ファイバコリメータと、前記光学フィルタで反射した光を受光する受光部と、を備え、前記光学フィルタへの前記入射光の入射位置が、前記フィルタ面の中心より、前記受光部側に設定されるようにした。
【００１０】
光学フィルタは、フィルタ面で反射した光が受光部で受光するように、入射光の光路に対して所定角度傾斜して配置される。また、順方向や逆方向の正規の光が通過する光学フィルタの表面並びに裏面は、研磨されているが、通常、その他の切断面は研磨されていない。係る構成において、出射ファイバコリメータ側からの逆方向の光が光学フィルタの裏面に至ると、そこを通過して光学フィルタの内部に進入し、フィルタ面に至り、そこで一部が反射される。その反射成分は、再び光学フィルタ内を裏面に向かって進み、裏面に到達するとそこで反射される。また、上記のように順方向の光（入射光）の一部をフィルタ面で反射して受光部に受光させるために光学フィルタを入射光に対して傾斜配置し，そのフィルタ面は受光部側に向くようにしているため、逆方向の光は、光学フィルタ内に進入すると、光学フィルタの表面（フィルタ面）と裏面で反射を繰り返しながら受光部と離れる方向に移動していき、受光部から離れた側の切断面に至る。切断面は、研磨されていないので、そこで乱反射が生じ、その乱反射された光の一部は、受光部側に進もうとするが、入射光のフィルタ面への入射位置をフィルタ面の中心から受光部側にずらす設定としているため、フィルタ面（光学フィルタ）の寸法形状が同じとすると、従来の中心付近（切断面側）に設定しているものに比べて入射位置から切断面までの距離を長くとることができる。すると、切断面で乱反射しても、その乱反射成分が直接フィルタ面を透過して受光部に受光されることが抑制できる。
【００１１】
また、光の逆進性から、逆方向の光が最初にフィルタ面に照射される位置は、係る入射位置と同位置になり、切断面までの距離が長く確保できることになる。その結果、係る逆方向の光が、光学フィルタ内部を反射を繰り返して切断面に至るまでに反射する回数が多くなる。すると、全反射するわけではないので、反射する都度反射成分の光量が減衰していくため、乱反射成分の光量も少なくなる。よって、係る乱反射成分の一部が受光部に到達したとしても、その光量は抑制できる。従って、受光部で受光する光は、切断面での乱反射成分による影響が可及的に抑制でき、係る受光部で受光した光に基づく制御等を高精度に行うことができる。
【００１２】
（２）前記光学フィルタは、前記出射コリメータから前記光学フィルタの裏面を通過して内部に進入した光の前記フィルタ面での反射成分が、前記裏面で反射され再び前記フィルタ面へ到達する間に、前記光学フィルタの切断面に入射しないような寸法形状に構成されるとよい。このようにすると、切断面での乱反射成分が、受光部に受光される可能性を可及的に抑制できる。
【００１３】
（３）前記入射ファイバコリメータと、前記出射ファイバコリメータとの間に、光アイソレータを配置した構成を採ることができる。
【００１４】
（４）前記出射ファイバコリメータは、先端が斜研磨されたフェルールと、そのフェルールに固定された光ファイバと、レンズとを備え、前記フェルールの先端の斜研磨された頂点が、前記受光部側に配置されるようにするとよい。このようにすると、さらにフェルールから入出射される光の光路を、受光部側にシフトすることができるので、逆方向の光が受光部に受光される量をさらに削減できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、受光部への逆方向からの光を遮断・削減することができ、入射側から受光部に入射される光の光強度の測定のダイナミックレンジを確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の元となる光モジュールの一例を示す図である。
【図２】本発明に係る好適な実施形態を示す図である。
【図３】作用を説明する図である。
【図４】他の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る光モジュール１０の好適な実施形態について説明する。本発明に係る光モジュール１０は、光軸をずらして平行に配置された入射ファイバコリメータ１１及び出射ファイバコリメータ１２と、それら両ファイバコリメータ１１，１２の間に順方向に沿って配置される光学フィルタ１３，光アイソレータ１４と、入射ファイバコリメータ１１から入射された順方向の光のうち光学フィルタ１３で反射した反射光を受光する受光部（光検出器）１５と、を備えている。
【００１８】
光学フィルタ１３は、誘電体フィルタから構成され、入射ファイバコリメータ１１に対向する前面のフィルタ面１３ａにて光の一部を反射するビームスプリッターとして機能する。本実施形態では、フィルタ面１３ａに照射された光の３から５％程度を反射し、残りを透過するようにしている。また、光学フィルタ１３（フィルタ面１３ａ）の法線方向と入射ファイバコリメータ１１から入射された入射光Ｌ１０の光路のなす角θは、１０度以上に設定している。これにより、入射光Ｌ１０と、それに対する反射光Ｌ１１のなす角は、２θとなる。よって、反射光Ｌ１１の光路は、入射ファイバコリメータ１１から外れ、反射光Ｌ１１は、受光部１５に受光される。受光部１５は、図示省略する制御部に接続され、受光部１５で受光・検出された反射光の光強度等の光の特性ををモニタし、入射ファイバコリメータ１１から入射される入射光が安定するように制御する。本実施形態では、受光部１５は、フォトダイオードを用いており、光強度を検出する。なお、このモニタに基づく制御は、従来公知のものを含め各種のものを用いることができるので、詳細な説明を省略する。
【００１９】
また、光学フィルタ１３は、前後が開口する筒状のホルダ１６にて所定角度で傾斜状に保持される。この所定角度は、入射光Ｌ１０と光学フィルタ１３の法線方向のなす角θに対応して設定しており、ホルダ１６の軸線と、入射ファイバコリメータ１１の軸線が平行になるように調整すると、入射光Ｌ１０と光学フィルタ１３の法線方向のなす角θが所望の角度に設定されるようになる。
【００２０】
また、光学フィルタ１３の裏面には、反射防止膜１３ｂが施されている。そして、フィルタ面１３ａを透過した光は、屈折して光学フィルタ１３内を進み、裏面側より外部に出射される。本実施形態の光学フィルタ１３は、平行平板を用いているので、その外部に出射された出射光Ｌ１２は、入射光Ｌ１０と平行（上記の屈折の分だけずれる）となる。
【００２１】
そして、出射光Ｌ１２の光路上に、光アイソレータ１４，出射ファイバコリメータ１２を配置しているので、順方向の光である出射光Ｌ１２は、出射ファイバコリメータ１２から外部に出射される。
【００２２】
ここで本実施形態では、光学フィルタ１３への入射ファイバコリメータ１１からの入射光Ｌ１０の入射位置が、光学フィルタ１３のフィルタ面１３ａの中心Ｏより、光受光部１５側（図では上側）にずらしている。すなわち、通常この種の光学部品の配置は、組み立て作業の効率・容易性を考慮し、それぞれの軸芯が一致するようにするに行われる。従って、入射ファイバコリメータ１１と、光学フィルタ１３との関係で言うと、入射ファイバコリメータ１１とホルダ１６の軸芯（中心）が一致するように組み立てることになる。これらの調整は、外部に露出している外形状に合わせて行われる。そのため、図１（ｂ）に示すように、ホルダ３内に光学フィルタ２を斜めに（受光部６に向けて）装着している場合、必然的に入射ファイバコリメータ１からの光Ｌの光学フィルタ２（フィルタ面２ａ）への照射位置は、中心Ｏに対し光受光部６から見て遠い側（図中、下側）になるが、本実施形態では、意図的に受光部１５側に近づけるようにしている。
【００２３】
このようにした結果、光学フィルタ１３の寸法形状を従来と同じものを用いつつ、入射光Ｌ１０の入射位置と、光学フィルタ１３の光受光部１５から遠い方の切断面１３ｃとの間の距離Ｄを長くすることができる。その結果、以下に説明する作用効果により、出射ファイバコリメータ１２側からの戻り光Ｌ１３が光学フィルタ１３の反射防止膜１３ｂ側から光学フィルタ１３内に進入した光が、光受光部１５で受光される光量を抑制できる。
【００２４】
すなわち、図３（ａ）に示すように、戻り光Ｌ１３は、光学フィルタ１３内を進入し、表面側のフィルタ面１３ａに至り、一部は屈折して外部に出力され、一部は反射されて光学フィルタ１３内を進み裏面の反射防止膜１３ｂに至る。この反射防止膜１３ｂでも一部は反射する。このように、距離Ｄを長く採ることで、図中、実線で示すように、戻り光Ｌ１３から光学フィルタ１３内に進入した光は、光学フィルタ１３のフィルタ面１３ａと反射防止膜１３ｂとの間を内部で複数回反射を繰り返しながら進み、切断面１３ｃに近づく。図示した例では、それぞれの面で２回ずつ反射しても切断面１３ｃに到達しない。もちろん、具体的な図示は省略するが、図３（ａ）の場合でもフィルタ面１３ａで３回目に反射した光は、切断面１３ｃに照射され、そこで乱反射を起こすが、反射をする都度光量は減少するため、切断面１３ｃに照射される光の光量は、戻り光Ｌ１３の光量に比べると大きく減衰されており、しかも、この切断面１３ｃで乱反射された光成分が、受光部１５に受光されるまでには、光学フィルタ１３のフィルタ面１３ａと反射防止膜１３ｂとの間で複数回にわたり反射を繰り返す必要があるので、戻り光Ｌ１３の光成分は、受光部１５に受光されないか、受光されるとしても可及的に抑制され実質的に影響のない程度に減衰されたものとなる。
【００２５】
これに対し、図３（ｂ）に示すように、上記とは逆に入射光Ｌの光学フィルタ２への照射位置をフィルタ面２ａの中心よりも図中下側（切断面２ｂ側）にずれた設定の場合、戻り光Ｌ２が、光学フィルタ２の裏面側の反射防止膜２ｃを透過して内部に進入した光は、フィルタ面２ａで反射され、その反射成分が反射防止膜面２ｃで反射された光が、再びフィルタ面２ａへ到達する間に、光学フィルタ２の切断面２ｂに入射し、そこで乱反射してその乱反射成分の一部の光Ｌ３が、受光部で受光されてしまい、特性の劣化を招く。
【００２６】
図３（ａ）の例では、フィルタ面１３ａと反射防止膜１３ｂのそれぞれの面で２回ずつ反射しても切断面１３ｃに到達されなかったが、本発明はこれに限ることはなく、例えば、それぞれ１回ずつの反射、つまり、戻り光Ｌ１３から光学フィルタ１３内に進入してきた光のフィルタ面１３ａでの反射成分が反射防止膜面１３ｂで反射され、再びフィルタ面へ到達するまでの間に光学フィルタの切断面１３ｃに入射しない（フィルタ面１３ａに至る）ようにしても、十分な効果が期待できる。
【００２７】
また、図３に示す光路は、線で示しているが、実際の光は、一定の幅がある。従って、係る中心線が受光部に受光されない状態でも、外周付近の光の一部は受光されることもあるし、切断面１３ｃでは乱反射するため乱反射成分は四方に拡散するので、その一部が受光されることもあるが、いずれにしてもその光量はわずかとなる。
【００２８】
フィルタへの入射位置を変え、クロストークを求めたところ、図３（ａ）に示す本発明品では、クロストークは３０ｄＢとなったが、図３（ｂ）に示す比較例の場合２０ｄＢ程度となり本発明の優位性が確認できた。ここでクロストークは、以下のようにして求めた。
【００２９】
すなわち、光源からの光強度をＰ０（単位はワット：Ｗ）とする。そして、入射コリメータから入射された光（光強度Ｐ０）がフィルタで反射され、受光部に受光した光の光強度を測定し，そのときの光強度をＰ１とする。ここで受光部としてフォトダイオードを用いた場合、受光強度に応じた電流を観測するためＰ１の単位はアンペア［Ａ］とする。
【００３０】
入射コリメータからの受光感度Ｐinは、このＰ０とＰ１比で表され、
Ｐin＝Ｐ１／Ｐ０  ［Ａ／Ｗ］    …（１）
となる。同様に、出射コリメータから光強度Ｐ０［Ｗ］の光を入射し、フィルタを通過して受光部で乾燥された光強度をＰ２［Ａ］とすると、出射コリメータからの受光感度Ｐout は、
Ｐout ＝Ｐ２／Ｐ０  ［Ａ／Ｗ］    …（２）
となる。そして、クロストークは、出射コリメータの受光感度Ｐout と、入射コリメータの受光感度Ｐinの比の対数で表され、−１０×ｌｏｇ１０（Ｐout ／Ｐin） ［ｄＢ］となる。
【００３１】
そして、具体的には以下の手順で測定する。
１．光源からの光強度を光パワーメータで測定する。これにより、Ｐ０［Ｗ］が求まる。
２．光源を入射コリメータへ接続し、受光部のフォトダイオードの出力電流値を電流計で計測する。これにより、Ｐ１［Ａ］が求まる。
３．上記１，２で求めたＰ０，Ｐ１より、上記の式（１）を用いて入射コリメータからの受光感度Ｐinを算出する。
４．上記の光源を出射コリメータへ接続し、受光部のフォトダイオードの出力電流値を電流計で計測する。これにより、Ｐ２［Ａ］が求まる。
５．上記１，４で求めたＰ０，Ｐ２より、上記の式（２）を用いて出射コリメータからの受光感度Ｐout を算出する。
６．３，５で求めたＰin，Ｐout  を用い、−１０×ｌｏｇ１０（Ｐout ／Ｐin）を計算してクロストークを求める。
【００３２】
図４は、本発明の別の実施形態を示している。この実施形態では、出射ファイバコリメータ１２の設置状態を工夫している。すなわち、出射ファイバコリメータ1２は、先端が斜研磨されたフェルール１２ａと、フェルール１２ａに固定された光ファイバ１２ｂと、先端に配置されたレンズ１２ｃとを備えて構成される。フェルール１２ａに固定された光ファイバ１２ｂは、レンズ１２ｃの中心に配置される。
【００３３】
フェルール１２ａの先端１２ａ′は、その先端面で反射した光が戻るのを防止するため、８〜１０度程度斜研磨することがある。そこで、フェルール１２ａの先端１２ａ′の斜研磨の頂点Ｐが、光受光部１５と同一方向、すなわち、出射光Ｌ１２の光軸と直交する面内で光受光部１５側（図では、上側）に配置される。
【００３４】
このようにすると、フェルール１２ａに対して入出射する光は、光ファイバ１２ｂ（レンズ１２ｃの中心）よりも上側（頂点Ｐ側）に向けて斜めの光路を通りレンズ１２ｃの中心より上側（受光部１５側）にシフトされる。その結果、戻り光Ｌ１３が、光学フィルタ１３の反射防止膜１３ｂの中心からより光受光部１５側になり、切断面との距離が長くなる。その結果、その戻り光Ｌ１３の光成分のうち、光受光部１５に受光される光量がさらに抑えることができる。
【００３５】
なお、上述した光モジュールにおける各光学部品の配置は一例であり、例えば光アイソレータを備えない構成を採ることもできるし、他の光学部品を追加するのも妨げない。
【図１】
2012128243.tif 000003
【図２】
2012128243.tif 000004
【図３】
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【図４】
2012128243.tif 000006