(57)【要約】【課題】クラッドモードの光を抑制する光送信器を提供する。【解決手段】発光素子と集光部材とを備えたパッケージ３に外部の光伝送路と光学的に嵌合するためのスリーブ４が一体化され、スリーブ４内に集光部材に臨む光伝送路となるスタブフェルール５が設けられた光送信器１において、スタブフェルール５と集光部材との間にクラッドモード抑制部材が挿入された。【選択図】図１
2009265392.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と該発光素子からの出射光を集光する集光部材とを備えたパッケージに外部の光伝送路と光学的に嵌合するためのスリーブが一体化され、該スリーブ内に上記集光部材に臨む光伝送路となるスタブフェルールが設けられた光送信器において、
上記スタブフェルールと上記レンズキャップとの間にクラッドモード抑制部材が配設されたことを特徴とする光送信器。
【請求項２】
上記クラッドモード抑制部材は、ピンホール付き遮蔽膜であり、上記スタブフェルールの端面に接していることを特徴とする請求項１記載の光送信器。
【請求項３】
上記ピンホール付き遮蔽膜のピンホールは、上記スタブフェルールのコアの位置にあり、上記ピンホールの半径Ｗは、上記スタブフェルールから上記ピンホール付き遮蔽膜までの距離をｄとし、上記スタブフェルールのＮＡ値に基づく最大入射角をθとしたとき、
２Ｗ≦２ｄｔａｎθ          （１）
であることを特徴とする請求項２記載の光送信器。
【請求項４】
上記ピンホール付き遮蔽膜は、上記スタブフェルールの上記集光部材の端面に遮蔽膜が形成された後、該スタブフェルールの該遮蔽膜とは反対端から上記スタブフェルールに入射された加工用レーザ光によりピンホールが穴空けされたものであることを特徴とする請求項２又は３記載の光送信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラッドモードの光を抑制する光送信器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＭＦ（マルチモード光ファイバ）を光伝送路に用いた長距離光伝送にあっては、その光伝送路内で生じるモード分散が光信号の伝送特性に与える影響を低減することが重要である。このためには、光送信器からＭＭＦの光伝送路に入射させる光を単一モードの光にするとよい。
【０００３】
図３に示したシングルモードＴＯＳＡと呼ばれる光送信器３１は、レーザダイオードチップがレンズキャップ付きのＣＡＮ型パッケージ３に搭載されており、そのパッケージ３にスリーブ４が一体化され、そのスリーブ４内にスタブフェルール５が設けられた構造を有する。レーザダイオードの出射面を覆うレンズキャップ２がレーザダイオードの出射光を集光し、その集光光Ｐがレンズキャップ２に臨んでいるスタブフェルール５に入射させるようになっている。スタブフェルール５は、ＳＭＦ（シングルモード光ファイバ）と同様に、コアとクラッドを備えている。上記構成の光送信器３１では、レーザダイオードの出射光がこのスタブフェルール５を介して単一モードの光として反対端５ａから出射され、光伝送路の光ファイバの一端（図示せず）に入射する。この光ファイバの一端は、スリーブ４内に挿入されてスタブフェルール５と物理的に接する。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２５８９６４号公報
【特許文献２】特開２００６−１８７８１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図４に示されるように、上記構成の光送信器３１では、長さが数ｍｍの短いスタブフェルール５しか使用できない。スタブフェルール５が短いため、スタブフェルール５の出射端５ａにおいてコア１５の外側となるクラッド１６を伝搬するクラッドモードの光Ｃがわずかに存在する。この光ＣがＭＭＦの光伝送路に入射されると、その光伝送路では光信号の伝送特性がモード分散の影響を受けて劣化する。
【０００６】
また、光送信器３１において、レンズキャップ２の光軸とスタブフェルール５の光軸とを調心した際に軸ずれが生じていたり、光出力を調整するためにレンズキャップ２とスタブフェルール５との距離をずらしてデフォーカスがなされていたりすると、スタブフェルール５ではクラッドモードの光Ｃが増える。これによってＭＭＦの光伝送路において伝送特性はさらに劣化する。
【０００７】
スタブフェルール５からクラッドモードの光ＣがＭＭＦの光伝送路に入射される原理をさらに詳しく説明する。
【０００８】
図４に示されるように、スタブフェルール５は、精密加工されたフェルールにシングルモードファイバが埋め込まれ、通常の光ファイバと同様にコア１５とクラッド１６の二重構造により中央部のコア１５に光を閉じ込める。光ファイバはその構造により固有のＮＡ値（開口数）が決まっており、ＮＡ値以下の入射角の光は全てコアに閉じ込められて伝搬されるが、ＮＡ値以上の光はコアに結合されずクラッド１６に漏れる。ここでは理想的な状態を想定し、入射光軸の中心線の延長線上にコア１５の中心軸が位置し、入射する光Ｐはコア１５の端面において焦点を結ぶものとする。図示のように、レンズキャップ２で集光された光Ｐは、コア１５の端面においてコア１５の中心に焦点を結ぶ。集光されてきた光Ｐのうち、ＮＡ値以下の入射角の光はコアを伝播し、ＮＡ値以上の光はクラッドモードとして伝播される。このクラッドモードの光Ｃがスタブフェルール５の反対端５ａに達する。よって、スタブフェルール５からクラッドモードの光ＣがＭＭＦの光伝送路に入射されることになる。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、クラッドモードの光を抑制する光送信器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明は、発光素子と該発光素子からの出射光を集光する集光部材とを備えたパッケージに外部の光伝送路と光学的に嵌合するためのスリーブが一体化され、該スリーブ内に上記集光部材に臨む光伝送路となるスタブフェルールが設けられた光送信器において、上記スタブフェルールと上記レンズキャップとの間にクラッドモード抑制部材が配設されたたものである。
【００１１】
上記クラッドモード抑制部材は、ピンホール付き遮蔽膜であり、上記スタブフェルールの端面に接していてもよい。
【００１２】
上記ピンホール付き遮蔽膜のピンホールは、上記スタブフェルールのコアの位置にあり、上記ピンホールの半径Ｗは、上記スタブフェルールから上記ピンホール付き遮蔽膜までの距離をｄとし、上記スタブフェルールのＮＡ値に基づく最大入射角をθとしたとき、
２Ｗ≦２ｄｔａｎθ          （１）
であってもよい。
【００１３】
上記ピンホール付き遮蔽膜は、上記スタブフェルールの上記集光部材の端面に遮蔽膜が形成された後、該スタブフェルールの該遮蔽膜とは反対端から上記スタブフェルールに入射された加工用レーザ光によりピンホールが穴空けされたものであってもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００１５】
（１）クラッドモードの光を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１７】
図１に示されるように、本発明に係る光送信器１は、発光素子としてのレーザダイオード（図示せず）と集光部材としてのレンズキャップ２を備えたパッケージ３に外部の光伝送路と光学的に嵌合するためのスリーブ４が一体化され、スリーブ４内にレンズキャップ２に臨む光伝送路となるスタブフェルール５が設けられた光送信器１において、スタブフェルール５とレンズキャップ２との間にクラッドモード抑制部材としてのピンホール付き遮蔽膜６が挿入されたものである。
【００１８】
パッケージ３は、金属からなる円盤状の基台（ステム）７と、金属製キャップとレンズが一体になったレンズ付きメタルキャップを有し、基台７上に実装したレーザダイオードから出力される光をレンズで集光すると同時に、基台７と金属キャップを気密封止してレーザダイオードを外気から隔離することで信頼性を確保している、いわゆるＣＡＮパッケージ型のレーザダイオードパッケージである。
【００１９】
基台７が外周壁８より外に出てなるフランジ９には、円筒状でパッケージ３よりも径が大きく高さが高いカラー１０が載せられて接合される。スリーブ４は、基台７に接合するカラー１０の一端とは反対側の反対端に接合されることでパッケージ３に対して間接的に接合（一体化）される。スリーブ４は、カラー１０とほぼ同径の外筒１１とこの外筒１１内に収容される割りスリーブ１２とからなる。割りスリーブ１２はレーザダイオードの光軸に沿って２分割された円筒からなり、スタブフェルール５を挟んでいる。
【００２０】
スリーブ４のパッケージ側はスタブフェルール５が嵌入されるスタブフェルール孔１３になっている。スタブフェルール５はスタブフェルール孔１３に嵌入され、スタブフェルール５の端面は、スリーブ４の端面と同一面になっており、レンズキャップ２から所定の距離を隔ててレンズキャップ２に臨んでいる。
【００２１】
ピンホール付き遮蔽膜６は、このレンズキャップ３に臨むスタブフェルール５の端面とレンズキャップ３との間に設けられている。ここで、図２（ａ）、図２（ｂ）にピンホール付き遮蔽膜６の２つの実施形態を示す。
【００２２】
図２（ａ）に示したピンホール付き遮蔽膜６ａは、厚さが薄いものからなり、スタブフェルール５の端面から所定の距離ｄに設けられる。ピンホール付き遮蔽膜６ａは、例えば、カラー１０の軸方向所定の位置に設けられ、カラー１０の内部中空部を覆い、ピンホール１４がカラー１０の軸（レーザダイオードの光軸）に位置することで、ピンホール１４がスタブフェルール５のコア１５のほぼ中心に臨む位置となるように設けられる。
【００２３】
図２（ｂ）に示したピンホール付き遮蔽膜６ｂは、厚さが所定の厚さのものであり、スタブフェルール５の端面に接して設けられる。ピンホール付き遮蔽膜６ｂは、例えば、スタブフェルール５の端面に一体化され、ピンホール１４がスタブフェルール５のコアの位置にあるよう設けられる。
【００２４】
ピンホール付き遮蔽膜６の遮蔽膜は、レーザダイオードの出射光を反射する反射膜、レーザダイオードの出射光を吸収する吸収膜などで形成される。遮蔽膜の材料は、Ａｕ，Ｐｔ，Ｎｉ，Ｔｉなどの金属、カーボンブラックなどの光吸収材を混合した樹脂などである。
【００２５】
図２（ａ）、図２（ｂ）により、本発明の光送信器１においてクラッドモードの光が抑制される原理を説明する。
【００２６】
本発明の光送信器１は、スタブフェルール５とレンズキャップ２との間にピンホール付き遮蔽膜６が挿入されている。このため、図示のように、レンズキャップ２で集光された光Ｐは、ピンホール付き遮蔽膜６によって部分的に遮られる。
【００２７】
ここで、ピンホール付き遮蔽膜６のピンホール径Ｗとピンホール付き遮蔽膜６の固定位置（スタブフェルール５からピンホール付き遮蔽膜６までの距離ｄ）は、レンズキャップ２から出力された集光光のうちシングルモードファイバのＮＡ値で決まる最大入射角θ以下の光のみが透過するように決められる。すなわち、
ＮＡ＝ｓｉｎθ
ｔａｎθ＝Ｗ／ｄ
よって、開口の最大直径ｍａｘ２Ｗは、
ｍａｘ２Ｗ＝２ｄｔａｎθ
となる。
【００２８】
このような構成により、ＮＡ値以下の光のみがコアに入射され、そのままコアを伝播する。一方、ＮＡ値より大きな光は遮断される。
【００２９】
この結果、図４の従来技術のように光がコア１５からクラッド１６に出てしまうことがなくなる。よって、スタブフェルール５からクラッドモードの光ＣがＭＭＦの光伝送路に入射されることがなくなり、ＭＭＦの光伝送路における伝送特性の劣化が防止される。
【００３０】
なお、パッケージ３内のレーザダイオードから出射されてレンズキャップ２で集光された光Ｐは、中心から所定径（例えば、５μｍ）内の範囲にレーザダイオードの出射総パワーの３０％のパワーを有し、さらに径を拡げると所定径（例えば、１０μｍ）内の範囲にレーザダイオードの出射総パワーの８０％のパワーを有する。よって、ピンホール１４の開口径を適宜に決めておけば、レーザダイオードの出射総パワーに対しピンホール１４を通過することにより、コア１５に入射する光Ｐのパワーを調整することができる。
【００３１】
次に、ピンホール付き遮蔽膜６の製造方法を説明する。
【００３２】
まず、スタブフェルール５とレンズキャップ２との間にピンホールなしの遮蔽膜を形成する。この遮蔽膜は、この後、ピンホール付き遮蔽膜６となる遮蔽膜である。図２（ａ）の実施形態の光送信器１の場合、カラー１０内に遮蔽膜を設ける。図２（ｂ）の実施形態の光送信器１の場合、スタブフェルール５のレンズキャップ側の端面に蒸着などによって、金属の遮蔽膜を設ける。樹脂製の遮蔽膜の場合には、接着剤を用いて貼り付ける。
【００３３】
いずれの実施形態の場合も、遮蔽膜はこの状態のままで、図１のように、光送信器１の全体を組み立てる。
【００３４】
その後、スタブフェルール５の遮蔽膜とは反対端、すなわち、光伝送路の光ファイバを挿入する側からＹＡＧ、エルビウムファイバレーザ等の加工用レーザ光源からスタブフェルール５にシングルモードの加工用レーザ光を入射させる。スタブフェルール端から出力される加工用レーザ光は、シングルモードファイバのＮＡ値で決まる放射角で出力されるため、遮蔽膜に対してファイバＮＡに合ったピンホールを精度良く加工できる。よって、この方法でピンホール形成された遮蔽膜は、ファイバＮＡと同じ入射角の光しか透過しない。
【００３５】
この製造方法は、特別なジグ・工具を必要とせず、慣用の加工用レーザ光源を使用するだけなので簡単であり、しかも、コア１５から加工用レーザ光が出射されるので、正確にコア１５に臨む部分のみ遮蔽膜にピンホール１４を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態を示す光送信器の断面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は、本発明の二つの実施形態を示す光送信器の部分拡大断面図である。
【図３】従来の光送信器の断面図である。
【図４】従来の光送信器の部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  光送信器
２  レンズキャップ
３  パッケージ
４  スリーブ
５  スタブフェルール
６  ピンホール付き遮蔽膜
７  基台
８  外周壁
９  フランジ
１０  カラー
１４  ピンホール
【図１】
2009265392.tif 000003
【図２】
2009265392.tif 000004
【図３】
2009265392.tif 000005
【図４】
2009265392.tif 000006