CN100495096C - 光模块和光波长合波分波装置 - Google Patents

光模块和光波长合波分波装置 Download PDF

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Abstract

提供一种光模块,是把准直器或滤波器配置在同一基板上,一边确保实用上足够的反射衰减量一边能减少繁杂的校直并得到良好的光耦合。为了使滤波器反射光射入而把选择波长不同的多个波长选择滤波器(71)~(74)顺序地配置在基板(50)上,在向最上游滤波器的射入光路上、各滤波器的透射光路上、最下游滤波器的反射光路上配置有由前端带空芯光纤的光纤末端与透镜组合而构成的光纤准直器(101)~(106)。各光纤准直器被收容并定位在:按照光的合波分波顺序而交替配置在一块基板的一侧和另一侧上且是形成在基板同一面内的V形槽(61)~(66)内。全部的V形槽是形成在同一平面内,在基板的一侧和另一侧上通过滤波器而处于相对关系的光纤准直器的至少一组被配置在同一轴线上。

Description

光模块和光波长合波分波装置
技术领域
本发明涉及例如在光通信领域中从干线向中继局把信号光分路,或把来自中继局的信号光向干线插入的光波长合波分波装置和其中所利用的光模块。
背景技术
众所周知,在使用波分复用(WDM)的光通信中,作为把特定波长的信号在中继局中分路或把特定波长的信号从中继局插入为目的而使用的装置有专利文献1中公开那样的光分路插入装置。
如图17所示,该光分路插入装置具有:光分波器3,其把从输入用光传输路1输入的波长多重光分波成各波长的光;光合波器4,其用于把一下被分波的各波长的光进行合波并向输出传输路2送出。该光分路插入装置还具备与各波长光路对应的多个光开关5,其用于选择把被光分波器3分波的各波长光在向中继局8的接收机7分路的基础上把从中继局8的发送机6发送的信号重新进行插入还是使被光分波器3分波的各波长光原封不动地透射光合波器4。
这种分路插入装置中,是把光分波器3或光合波器4、波长选择滤波器和透镜等固定在来自光纤的射出光路上,且多使用具有从多波长信号中分离单波长成分的功能或是具有把单波长成分插入到多波长信号中功能的滤波器模块。
这种滤波器模块例如如在专利文献2和专利文献3中记载的那样,是把由透镜和光纤构成的准直器隔着波长选择滤波器相对配置的结构。
一般地在这种滤波器模块中,是把波长选择滤波器、透镜和光纤以调整了光轴的状态插入固定在共通的筒状框体内。这种模块一般被叫做分插式多路复用器(Add/Drop Multiplexer(ADM))。
图17的光分路插入装置中由于光分波器3或光合波器4需要对多个波长进行同样的合波或分波,所以要使用多个具有不同波长分离特性的所述滤波器模块单体,并把这些信号射入射出端的光纤通过顺次热粘接等方法进行连接,是而构成。这种模块一般被叫做“Mux/DeMux”。向光分波器3或光合波器4输入的光顺次通过多个所述滤波器模块而被分波成各波长或是各波长的光顺次被合波(例如参照专利文献4等)。顺次连接的多个所述单体模块一般是被安装在单体的壳体内。
作为与上述不同的把光纤端面相对光轴垂直的准直器结构知道有利用折光指数渐变(GI)纤维的结构(例如参照专利文献5)。
专利文献1:特开2000-183816号公报
专利文献2:特表平10-511476号公报
专利文献3:特开平10-311905号公报
专利文献4:特开平11-337765号公报
专利文献5:特开2003-437270号公报
但在使用上述滤波器模块的光分路插入装置中,在光通信中使用的波道数越多,则越需要增加与其对应的单体滤波器模块的使用个数。因此,原材料零件价格变成单体滤波器模块价格的成倍以上。且由于有把滤波器模块的输入输出端光纤进行热粘接的工序,所以工序烦杂且成本变高,而且产生由热粘接连接时的轴偏移为起因的连接损失。另外,由于是把单体滤波器模块固定在框体内的结构,所以需要功能部分以外的无用的体积,有随着波道的增加而所需要的零件体积也同样扩大等的问题。
本发明者们为了消除这些问题,通过设定成:去掉滤波器模块的框体即外装体而把上述的各结构零件固定在单一基板上,使光在零件之间进行空间传导的结构,这样来试图谋求不使用无用零件而以所需要最小程度的体积来使光模块低价格化、小型化和低损失化。
但实际上把模块内的要素零件进行分离而配置在基板上时了解到:来自各零件的射出光产生光轴偏移而不能容易地进行光耦合,得不到所期待的性能。
作为该光轴偏移的主要原因认为是:
(1)为了以降低反射损失为目的而把光纤和折射率分布型透镜等的端面设定成了斜端面;
(2)射出光的光轴与透镜的光轴产生了偏移;
(3)在使光透射波长选择滤波器即电介体多层膜滤波器的基板时光轴产生了偏移。
说明(1)的详细情况时,则是近年来在光通信领域中,作为光源一般是使用分布反馈激光器,这种激光光源由于有在光纤内逆行并到达光源的所谓返回光,所以激光振荡容易不稳定,结果是具有输出功率容易产生变动的特点。即,在反射光增大,换言之,即,在反射损失小的情况下,就意味着返回光大,使输出功率的变动增大。
一般来说,在光纤准直器中,为了把所述激光光源的输出变动抑制到能忽视程度的大小,就要求由下面(1)式表示的端面反射损失在50dB以上。
端面反射损失=-10×log(IR/IO)        (1)
其中IR表示反射光通量,IO表示射入光通量。
现状作为用于得到反射损失的方法是使用把光纤端面相对光轴倾斜的方法,该形式光纤的末端是通过把光纤插入到玻璃毛细管内并把每个毛细管端面进行带4°~8°左右角度的平面磨削而得到的。这样端面的反射光就成为包层模式(clad mode)而被衰减,因此能增大反射损失,且与表面的AR涂覆合起来能得到60dB以上的反射损失。由于该方法是非常简便的方法,所以直到现在是主流的方式。
图18是现在主流的制法,即表示了通过组合尾光纤11和折射率分布透镜12而制作的准直器。根据上面所述的理由而在尾光纤11和透镜12的各端面上付与了约8°的角度,由于这个原因而射出光与射入光的位置相比产生了位置偏移δ和角度偏移θ。特别是由角度偏移θ而引起的光轴偏移量是如图19所示那样随着耦合距离L越离开而变得越大。因此,设置在同一直线上的V形槽等上的准直器对在其间隔是数mm以上时,则光耦合几乎是0(零)。
为了消除上述的光路偏移则只要使光纤末端和透镜端面全都对于光轴垂直便可。但这时的端面反射全部作为返回光被反映出来。由玻璃端面与空气的折射率差而产生的反射损失是14.7dB,且即使实施良好的AR涂覆(R<0.2%:27dB,在端面处的反射损失也是约42dB程度,不能达到50dB以上的所述要求规格。
关于这点,专利文献5所示的结构是具有聚光功能的光纤端部结构,可以说能把光束腰距离和光束腰径分别设定成希望的值,即,能提供使它们相互独立并能可变的光纤端部结构,但同样有不能确保一般要求的反射衰减量的问题。
下面说明(2),作为准直器透镜而使用通常的折射率分布透镜时则由上述的理由而光轴弯曲,但变化该透镜而使用球面透镜、非球面透镜、对球面实施了加工的折射率分布透镜等时,一般地被叫做偏心地是使对于透镜外径中心的透镜部分曲率中心具有偏移,且利用包覆光纤的毛细管外径与透镜外径的公差来使光纤光轴与透镜光轴不一致。
通过以上理由而使用存在有偏心的透镜时,如果光纤端面和透镜端面对于光轴是垂直时也会产生以下的射出角度θ。
tan θ=e/f             (2)
其中e表示偏心量,f表示焦距。
同样地即使光纤端面和透镜端面对于光轴是垂直时,在毛细管外径与透镜外径的差是数微米的情况下,会产生以下的射出角度θ。
tan θ=d/(2·f)        (3)
其中d是外径的差。
实际上由于偏心和外径的差是同时存在而光轴偏移增加,所以即使把这些透镜配置在V形槽上也不能得到充分的光耦合。
下面说明(3),如图20所示,波长选择滤波器等干涉滤波器通常是通过在具有有限厚度的玻璃基板15实施成膜来制作的,为了对于产生的膜压免于损坏而具有约1mm程度的厚度。从折射率n1的介质1向具有厚度h的折射率n2的介质2以射入角θ射入的光的平行位置偏移量δ(=没有介质2时应通过的光路与实际光路的差),能由下面的公式(3)表示。
[公式1]
&delta; = h sin &theta; [ 1 - cos &theta; ( n 2 n 1 ) 2 - sin 2 &theta; ]
图21表示的是在具有各种厚度(0.5~1.5mm)的基板上如图19那样通过光时的光轴偏移量δ(μm)与射入角θ(Degree)的关系。如该图所示,光轴偏移是依赖于基板厚度和射入角而产生的,所以在干涉滤波器插入前,即使是预先进行了准直器对光耦合的状态,也仅由于滤波器的插入而光路偏移,损失大幅度增加乃至不能耦合。
如上所述,如现有尝试的那样仅单是把各零件平行并列地配置在同一基板上形成的零件固定用各V形槽上,现实情况是光轴偏移大而有不能得到充分光耦合的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述问题点而开发的,目的在于提供一种光模块和使用它的光波长合波分波装置,在同一基板上配置了具有准直器和滤波器功能的光学元件的小型且低插入损失的光模块中,一边确保实用上足够的反射衰减量一边能减少烦杂的校直而得到良好的光耦合。
第一发明的光模块是,第一、第二的两组光纤准直器位于在同一轴线上地相对配置在形成于一个基板上的第一、第二定位槽内,并且在这些光纤准直器的相对面之间配置具有滤波器功能的光学元件,所述第一、第二的两组光纤准直器,其将具有中心部芯线及其外周部包层的光纤的端面与具有与所述芯线大致相同且均匀的折射率的材料构成的空芯光纤的一个端面接合,并且插入套箍内粘接固定,在所述光纤的光轴上在所述空芯光纤的另一个端面上配置从所述空芯光纤离开且透镜偏心在1μm以下的准直器透镜,以使所述准直器透镜与所述套箍的外径差在2μm以下。
第二发明的光模块是在第一发明记载的光模块中,所述光纤准直器通过把端面上接合有空芯光纤的所述光纤末端与所述准直器透镜配置在所述定位槽内而构成。
第三发明的光模块是在第一发明记载的光模块中,所述光纤准直器通过把端面上接合有空芯光纤的所述光纤末端与所述准直器透镜配置在玻璃管内并作为单体光学零件来构成,作为该单体光学零件而构成的光纤准直器的所述玻璃管被配置在所述定位槽内。
第四发明的光模块是在第一~第三任一发明记载的光模块中,作为具有所述滤波器功能的光学元件设置了波长选择滤波器,而且在该波长选择滤波器与所述第二光纤准直器之间设置了光路校正板,所述波长选择滤波器具有:分波功能,其仅把从所述第一光纤准直器射入的波长多重光中特定波长频带的光向所述第二光纤准直器透射而把其他波长的光进行反射;合波功能,其把从所述第二光纤准直器单面射入并透射的特定波长的透射光与从其他面射入并反射的其他波长的反射光向第一光纤准直器进行合波。
第五发明的光模块是在第四发明记载的光模块中,在从所述第一光纤准直器射入并被所述波长选择滤波器反射的反射光行进路上配置了具有与所述第一、第二光纤准直器相同结构的第三光纤准直器,把该第三光纤准直器配置在所述基板上与所述第一、第二定位槽形成在同一平面上的第三定位槽内并进行定位。
第六发明的光模块是在第五发明记载的光模块中,把所述第三定位槽形成得与所述第一、第二定位槽平行,在配置在该第三定位槽内的所述第三光纤准直器与所述波长选择滤波器之间配置有光路校正部,以在所述第一光纤准直器与第三光纤准直器之间把由所述波长选择滤波器产生的反射光相互耦合。
第七发明的光模块是在第五或第六发明记载的光模块中,把第一光纤准直器作为输入用光准直器进行利用,其把从外部输入用光传输路传输来的波长多重光作为对于所述波长选择滤波器的输入光而进行射入,把所述第二光纤准直器作为分路用光准直器进行利用,其用于把向所述波长选择滤波器射入并透射的特定波长频带的光向外部取出,把所述第三光纤准直器作为输出光用准直器进行利用,其用于把向所述波长选择滤波器射入并被反射的特定波长频带以外的光向外部输出用光传输路送出,来构成把波长多重光进行分波的光波长分波装置。
第八发明的光模块是在第五或第六发明记载的光模块中,把所述第三光纤准直器作为输入用光准直器进行利用,其把从外部输入用光传输路传输来的所述特定波长以外的光作为对于所述波长选择滤波器正面的输入光而进行射入,把所述第二光纤准直器作为插入用光准直器进行利用,其把特定波长频带的光作为对于所述波长选择滤波器反面的插入光进行射入,把所述第一光纤准直器作为输出光用光准直器进行利用,其把被所述波长选择滤波器反射的输入光和透射的插入光的合波光向外部输出用光传输路传输,由此来构成光波长合波装置。
第九发明的光模块使所述特定波长不同而配置多个具有下述功能的波长选择滤波器,该功能是:分波功能,其仅使射入光中特定波长的光透射而使其他波长的光反射;合波功能,其把从单面射入并透射的特定波长的透射光与从其他面射入并被反射的其他波长的反射光进行合波,而且把所述多个波长选择滤波器配置成从光行进方向的上游侧向下游侧顺序地使滤波器的反射光射入,在向最上游波长选择滤波器的射入光的光路上、各波长选择滤波器透射光的光路上和最下游波长选择滤波器反射光的光路上分别配置准直器,作为这些各准直器是使用如下结构的光纤准直器,其将具有中心部芯线及其外周部包层的光纤的端面与具有与所述芯线大致相同且均匀的折射率的材料构成的空芯光纤的一个端面接合,并且插入套箍内粘接固定,在所述光纤的光轴上在所述空芯光纤的另一个端面侧配置从所述空芯光纤离开且透镜偏心在1μm以下的准直器透镜,以使所述准直器透镜与所述套箍的外径差在2μm以下,把这些光纤准直器按照光合波分波的顺序在一块基板的一侧与另一侧交替地、且是隔着包含所述波长选择滤波器的光学元件配置空间而相对配置,而且把各光纤准直器配置在形成于所述基板上同一面内的定位槽内来进行定位,把所述基板一侧和另一侧上通过波长选择滤波器而处于相对关系的光纤准直器的至少一组配置在形成于同一轴线上的定位槽上,而且在两个光纤准直器之间的光路上配置光路校正板。
第十发明的光模块是在第九发明记载的光模块中,把所述所有的定位槽相互平行地形成,通过平行形成而在产生光路校正的部位处加入光路校正部。
第十一发明的光模块是在第九或第十发明记载的光模块中,把作为分波器使用时的光行进方向最上游的光纤准直器作为输入用光准直器进行利用,其把从外部输入用光传输路传输来的波长多重光作为对于最上游波长选择滤波器的输入光而进行射入,把最下游的光纤准直器作为输出用准直器进行利用,其用于把被最下游波长选择滤波器反射的光向外部输出用光传输路送出,把这些以外的光纤准直器作为分路用光准直器进行利用,其用于把被各波长选择滤波器透射的光向外部取出,来构成把波长多重光进行多段分波的光波长分波装置。
第十二发明的光模块是在第九或第十发明记载的光模块中,把作为合波器使用时的光行进方向最上游的光纤准直器作为输入用光准直器进行利用,其把从外部输入用光传输路传输来的光作为对于最上游波长选择滤波器正面的输入光而进行射入,把最下游的光纤准直器作为输出用准直器进行利用,其把被最下游波长选择滤波器反射的反射光和透射的插入光的合波光向外部输出用光传输路传输,把这些以外的光纤准直器作为插入用光准直器进行利用,其把每个各滤波器特定波长频带的插入光向各波长选择滤波器的反面射入,来构成光波长合波装置。
第十三发明的光模块是在第一~第三任一发明记载的光模块中,作为具有所述滤波器功能的光学元件设置了仅把从所述第一光纤准直器射入的波长多重光中特定波长频带的光向所述第二光纤准直器透射而把其他波长的光进行反射的分波用波长选择滤波器,而且在该波长选择滤波器与所述第二光纤准直器之间设置了光路校正板,在从所述第一光纤准直器射入并被所述分波用波长选择滤波器反射的反射光行进路上,配置合波用波长选择滤波器而把来自分波用波长选择滤波器的反射光进而用自身的正面反射的同时把从自身背面射入并透射的透射光在所述正面合波到反射光中,在从所述第一光纤准直器射入并被所述分波用波长选择滤波器反射且进而被所述合波用波长选择滤波器正面反射的反射光行进路上,配置具有与所述第一、第二光纤准直器相同结构的第三光纤准直器,而且在所述合波用波长选择滤波器的反面侧配置具有与所述第一、第二光纤准直器相同结构的第四光纤准直器,其向该合波用波长选择滤波器的反面射入能透射的波长频带的光,把所述第三、第四光纤准直器分别配置在所述基板上与所述第一、第二定位槽形成在同一平面上的第三、第四定位槽内并进行定位。
权利要求十四发明的光模块是在权利要求十三记载的光模块中,把所述分波用波长选择滤波器和合波用波长选择滤波器设定成是仅透射同一波长光的相同特性的波长选择滤波器。
第十五发明的光模块是在第十三或第十四发明记载的光模块中,把所述第三、第四定位槽形成为位于同一轴线上,把所述第三、第四光纤准直器隔着所述合波用波长选择滤波器相对地分别配置在第三、第四定位槽内而进行定位,且在所述第四光纤准直器与合波用波长选择滤波器之间配置光路校正板。
第十六发明的光模块是在第十五发明记载的光模块中,把所述第一、第二定位槽与所述第三、第四定位槽形成得相互平行,把所述第一定位槽和第四定位槽配置在所述基板的一侧,并且把所述第二定位槽和第三定位槽配置在所述基板的另一侧,在基板的一侧与另一侧之间设置所述波长选择滤波器的配置空间。
第十七发明的光模块具有下述功能的波长选择滤波器以两个作为一组且对于每个各组使所述特定波长不同而在基板上装备多组,该功能是:分波功能,仅使射入光中特定波长的光透射而使其他波长的光反射;合波功能,把从反面射入并透射的特定波长的透射光与从正面射入并被反射的其他波长的反射光进行合波,而且把所述波长选择滤波器配置成从光行进方向的上游侧向下游侧顺序地使波长选择滤波器的反射光射入,且各组的两个波长选择滤波器是连续地配置,设定成各组的两个波长选择滤波器中上游侧的波长选择滤波器是分波用的,各组的下游侧的波长选择滤波器是合波用的,在
(a)向最上游的分波用波长选择滤波器的射入光光路上、
(b)各组上游侧的分波用波长选择滤波器的透射光光路上、
(c)向各组下游侧的合波用波长选择滤波器背面的射入光光路上、
(d)最下游合波用波长选择滤波器的反射光光路上
分别配置准直器,作为这些各准直器是使用如下结构的光纤准直器,其将具有中心部芯线及其外周部包层的光纤的端面与具有与所述芯线大致相同且均匀的折射率的材料构成的空芯光纤的一个端面接合,并且插入套箍内粘接固定,在所述光纤的光轴上在所述空芯光纤的另一个端面侧配置从所述空芯光纤离开且透镜偏心在1μm以下的准直器透镜,以使所述准直器透镜与所述套箍的外径差在2μm以下,把这些光纤准直器中位于所述(b)各组上游侧的分波用波长选择滤波器的透射光光路上的光纤准直器、位于所述(d)最下游合波用波长选择滤波器的反射光光路上的光纤准直器、位于所述(a)最上游的分波用波长选择滤波器的射入光光路上的光纤准直器、位于所述(c)向各组下游侧的合波用波长选择滤波器背面的射入光光路上的光纤准直器,在一块基板的一侧和另一侧隔着包含所述波长选择滤波器的光学元件的配置空间而相对配置,而且把各光纤准直器配置在形成于所述基板上同一面内的定位槽内来进行定位,把所述基板一侧和另一侧上通过波长选择滤波器而处于相对关系的光纤准直器的至少一组配置在形成于同一轴线上的定位槽上,而且在两个光纤准直器之间的光路上配置光路校正板。
第十八发明的光模块是在第十七记载的光模块中,把所述各组分波用波长选择滤波器和合波用波长选择滤波器设定成是仅透射同一波长光的相同特性的波长选择滤波器。
第十九发明的光模块是在第十七或第十八发明记载的光模块中,把所述所有的定位槽相互平行地形成,通过平行形成而在产生光路校正的部位处加入光路校正部。
第二十发明的光模块是在第六、第十、第十九任一发明记载的光模块中,作为所述光路校正部是使用的反射镜、具有万向接头机构的反射镜、全反射棱镜、折射型棱镜的至少任一个。
第二十一发明的光模块是在第一~第二十任一发明记载的光模块中,作为所述定位槽是设置的V形槽、圆槽、矩形槽、椭圆槽中的任一个。
第二十二发明的光模块是在第一~第三任一发明记载的光模块中,作为具有所述滤波器功能的光学元件在射入光的强度对于波长是不均匀的情况下,使用的是校正光强度而使该强度平坦化的增益化等的滤波器。
第二十三发明的光模块是在第一~第三任一发明记载的光模块中,作为具有所述滤波器功能的光学元件使用的是用于仅把射入光的光通量一部分取出来的滤波器。
第二十四发明的光波长合波分波装置把第七发明记载的作为光波长分波装置而构成的光模块和第八发明记载的作为光波长合波装置而构成的光模块作为一对来组合。
第二十五发明的光波长合波分波装置把第十一发明记载的作为光波长分波装置而构成的光模块和第十二发明记载的作为光波长合波装置而构成的光模块作为一对来组合。
根据第一发明,由于通过在前端配置空芯光纤而能实现光轴偏移少且有足够的反射衰减量地这样来组合光纤末端和准直器透镜而构成光纤准直器,并使该光纤准直器位于同一轴线上地配置在形成于一个基板上的定位槽内,所以在光纤准直器之间容易得到高效率的光耦合。且由于在光路上配置了具有滤波器功能的光学元件,所以能以低损失得到对输入光实施了希望滤波的输出光。由于是把各结构零件固定在共通的基板上是使光在零件之间空间传递的结构,所以不使用无用的零件便可,能以所需要最小程度的体积来谋求光模块的低价格化和小型化。
根据第二发明,由于在基板上的定位槽内把光纤末端和透镜对准位置,所以能零件个数少而低成本。
根据第三发明,由于是预先把光纤末端和准直器透镜配置在玻璃管内而构成光纤准直器,并在此基础上把其配置在基板上的定位槽内,所以能容易组装。
根据第四发明,由于作为具有滤波器功能的光学元件是使用的波长选择滤波器,所以能仅把输入光中特定波长的光从输出侧的光纤准直器取出来。
根据第五发明,由于在被波长选择滤波器反射的反射光行进路上,在与第一、第二光纤准直器的同一平面并列配置了第三光纤准直器,所以在第一~第三光纤准直器之间能容易得到高效率的光耦合。且通过把第一、第三光纤准直器作为输入输出口,而把第二光纤准直器作为分路插入口就能容易得到低损失的单波道型的光分波器或光合波器。特别是这时是把单一的模块作为光分波或光合波的任一个专用来利用的,所以不必担心为了合波而向波长选择滤波器插入的插入光哪怕很少地被反射而混入到被分波的分路光中。
根据第六发明,由于是平行形成的第一~第三定位槽且分别把光纤准直器配置在各定位槽内,只要通过光路校正部(例如反射镜和棱镜)能进行必要的光路调整便可,所以加工和组装容易。
根据第七发明,在构成光波长分波装置时能作为单波道型的光分波器来简单进行利用。
根据第八发明,在构成光波长分波装置时能作为单波道型的光合波器来简单进行利用。
根据第九发明,能作为多波道型的光分波器或光合波器来利用。且通常是把连接多个单波道型合波分波器而制作的多波长合波分波器与准直器和波长选择滤波器等各结构零件集成配置在同一基板上,构成使光在零件之间空间传递的结构,所以能容易不使用无用零件地以所需要最小程度的体积来得到小型且低损失的光波长合波分波器。且作为各准直器由于使用的是通过在前端配置空芯光纤,而能实现光轴偏移少且有足够的反射衰减量地来组合光纤末端和准直器透镜而构成光纤准直器,所以能提供组装容易、在各光纤准直器之间能进行高效率光耦合、对于得到低损失光合波分波器适合的多波道型光模块。特别是这时是把单一的模块作为光分波或光合波的任一个专用来利用的,所以不必担心为了合波而向波长选择滤波器插入的插入光哪怕很少地被反射而混入到被分波的分路光中。
根据第十发明,由于是平行形成的所有定位槽且分别把光纤准直器配置在各定位槽内,只要通过光路校正部(例如反射镜和棱镜)能进行必要的光路调整便可,所以加工和组装容易。
根据第十一发明,在构成光波长分波装置时能作为多波道型的光分波器来简单进行利用。
根据第十二发明,在构成光波长合波装置时能作为多波道型的光合波器来简单进行利用。
根据第十三发明,通过把第一光纤准直器作为输入口、把第三光纤准直器作为输出口、把第二光纤准直器作为分路口、把第四光纤准直器作为插入口,而能作为低损失的光波长合波分波器来利用。且由于是把各结构零件固定在共通的基板上并且使光在零件之间空间传递的结构,所以不使用无用的零件便可,能以所需要最小程度的体积来谋求光模块的低价格化和小型化。且本发明是在单一的模块中设置了光分波用和光合波用的两个波长选择滤波器,所以不必担心为了合波而向波长选择滤波器插入的插入光混入到被分波的分路光中。
根据第十四发明,由于是在单一的模块中设置了光分波用和光合波用这两个同一特性的波长选择滤波器,所以通过把第一光纤准直器作为输入口、把第三光纤准直器作为输出口、把第二光纤准直器作为分路口、把第四光纤准直器作为插入口,就能作为低损失的单波道型光波长合波分波器来利用。
根据第十五发明,由于是把第一和第二、第三和第四定位槽分别形成在同一直线上,所以加工和组装容易。
根据第十六发明,由于是进一步把第一和第二、第三和第四定位槽平行形成,所以能进一步谋求加工的容易化和提高精度。
根据第十七发明,通过把最上游的光纤准直器作为输入口、把最下游的光纤准直器作为输出口、把其他的光纤准直器作为分路或是插入口而能作为低损失的多波道型光波长合波分波器来利用。且由于是把各结构零件固定在共通的基板上并且使光在零件之间空间传递的结构,所以不使用无用的零件便可,能以所需要最小程度的体积来谋求光模块的低价格化和小型化。且本发明是在单一的模块中成组设置了光分波用和光合波用的两个波长选择滤波器,所以不必担心为了合波而向波长选择滤波器插入的插入光混入到被分波的分路光中。
根据第十八发明,由于是在单一的模块中按每个各特定波长设置了光分波用和光合波用的两个波长选择滤波器,所以不必担心为了合波而向波长选择滤波器插入的插入光混入到被分波的分路光中。
根据第十九发明,由于是平行形成的所有定位槽且分别把光纤准直器配置在各定位槽内便可,所以加工和组装容易。
如第二十发明那样,作为光路校正部是能使用反射镜、具有万向接头机构的反射镜、全反射棱镜、折射型棱镜的至少任一个,如第二十一发明那样,作为定位槽是除了通常使用的V形槽之外还能使用圆槽、矩形槽、椭圆槽等,如第二十二、第二十三发明那样,作为具有滤波器功能的光学元件也可以代替波长选择滤波器而在射入光的强度对于波长是不均匀的情况下使用校正光强度而使该强度平坦化的增益化等的滤波器和用于仅把射入光的光通量一部分取出来的滤波器等。
如第二十四发明那样,也可以把第七发明的光模块和第三的光模块组合而构成单波道型光波长合波分波装置,如第二十五发明那样,也可以把第十一发明的光模块和第十二的光模块组合而构成多波道型光波长合波分波装置。
附图说明
图1是本发明第一实施例光模块A的结构图,(a)是平面图、(b)是侧面图;
图2是表示使用光模块A的光纤准直器结构的放大图;
图3是表示其他光纤准直器结构例的放大图;
图4是本发明第二实施例光模块B1的结构图,(a)是平面图、(b)是侧面图;
图5是表示同光模块B1的使用例,(a)是表示作为光波长分波装置使用时的图、(b)是表示作为光波长合波装置使用时的图;
图6是本发明第三实施例光模块B2的结构图,(a)是平面图、(b)是侧面图;
图7是表示同光模块B2的使用例,(a)是表示作为光波长分波装置使用时的图、(b)是表示作为光波长合波装置使用时的图;
图8是本发明第四实施例光模块B3的结构图,(a)是平面图、(b)是侧面图;
图9是表示同光模块B3的使用例,(a)是表示作为光波长分波装置使用时的图、(b)是表示作为光波长合波装置使用时的图;
图10是本发明第五实施例光模块C1的结构图,(a)是平面图、(b)是侧面图;
图11是本发明第六实施例光模块C2的结构图,(a)是平面图、(b)是侧面图;
图12是本发明第七实施例光模块C2的结构图,(a)是平面图、(b)是侧面图;
图13是把本发明第二实施例的光模块B1作为对来组合而构成1ch用光波长合波分波装置时的结构图;
图14是把本发明第四实施例的光模块B3作为对来组合而构成4ch用光波长合波分波装置时的结构图;
图15是本发明第八实施例光模块D1的结构图,(a)是平面图、(b)是侧面图;
图16是本发明第八实施例光模块D2的结构图,(a)是平面图、(b)是侧面图;
图17是现有光分路插入装置的概略结构图;
图18是准直器光轴偏移的说明图;
图19是表示准直器光轴偏移特性的图;
图20是波长选择滤波器光轴偏移的说明图;
图21是表示波长选择滤波器光轴偏移特性的图。
符号说明
A、B1、B2、B3、C1、C2、C3、D1、D2 光模块
50 基板          51 光学元件配置面(光学元件配置空间)
52 准直器配置面(准直器配置空间)
61~66 V形槽(定位槽)         70、71~74 波长选择滤波器(光学元件)
80、81、82 光路校正板        90、91、92 反射镜(光路校正部)
101~106 光纤准直器          110 光纤末端
111 光纤     111a 芯线             111b 包层        120 准直器透镜
具体实施方式
以下根据附图说明本发明的实施例。
首先参照图1说明最基本结构第一实施例的光模块A。
<光模块A(第一实施例)>
图1所示的光模块A是把第一、第二的两组光纤准直器101、102相对配置在一块基板50上位于同一轴线上而形成在第一、第二定位槽61、62内,并且在这些光纤准直器101、102的相对面之间配置具有滤波器功能的光学元件70和光路校正板80,是使光在各零件之间空间传播的结构。
在基板50的中央确保有一段上面比左右两侧凹的光学元件配置面(光学元件配置空间)51,在其两侧确保残留的准直器配置面52、53比光学元件配置面51稍微高并且保持不变。两侧的准直器配置面52、53是在同一面内,光学元件配置面51和准直器配置面52、53都是作为平坦的平行平面而形成的。在各准直器配置面52、53上把定位槽61、62加工成贯通的V形槽。
在以后叙述的各实施例中,中央的光学元件配置面51和其两侧的准直器配置面52、53的关系尽管在尺寸上有不同,但在功能上则是完全相同的。因此不特别地个别进行说明。
该光模块A是具有以下功能的模块:把从外部输入用光纤1001通过第一光纤准直器101输入的输入光在具有滤波器功能的光学元件70中进行滤波,并通过第二光纤准直器102向外部输出用光纤1002输出,详细结构如下。
首先基板50是由玻璃基板构成,两个定位槽61、62在左右准直器配置面52、53表面形成为位于同一轴线上。这时由于两个定位槽61、62是位于同一直线上,所以能进行贯通加工。因此,能容易确保高的相互位置精度。
在此所例示定位槽61、62的断面形状主要是V字型(V形槽),因此以后代替“定位槽”也叫做“V形槽”。作为定位槽61、62断面形状的其他例能举出半圆形、U形、矩形等。基板50的材料除了玻璃以外也可以是硅、陶瓷、金属、树脂等。这些点在以后的各实施例中也是共通的,无需特别言明。
图2、图3表示了各光纤准直器101、102的结构例。
构成光纤准直器101、102的光纤末端110,在具有中心部芯线111a及其外周部包层111b的是125μm标准外径任意长度的单模光纤(SMF)111的端面上,热粘接接合有由与所述芯线111a具有同一均匀折射率材料构成的空芯光纤(CLF)112的一个端面,把该空芯光纤112的长度设定成350μm且把空芯光纤112的另一个端面磨削、研磨成对于与光纤111光轴垂直的面是0°,并且在光模块的安装中通过一般使用的外径1.249mm的单芯套箍115进行粘接固定,并设置防止反射膜。但这些光纤111和套箍115等的尺寸并不限定于是上述的。
在光纤末端110的光轴上通过在空芯光纤112的另一端面侧配置准直器透镜120而构成各光纤准直器101、102。
准直器透镜120被设计成如下所述的透镜,即,在被使用于出光侧时(配置在紧靠光纤末端的后面时)有把从光纤末端110射出的扩散光变换成平行光的作用,在被使用于受光侧(入光侧)时(配置在紧靠光纤末端之前时)有把空间传播来的光在光纤末端110中耦合的作用。这时的准直器透镜120由把球透镜的外周切削成圆筒形的所谓鼓形透镜构成,为了与光纤末端110不产生光轴偏移而设计成:与套箍115的外形差在2μm以下、透镜偏心在1μm以下、焦距是2.6mm、外径是1.249mm。
但作为这些准直器透镜120并不限定于是鼓形透镜,球面透镜、非球面透镜、球透镜和对折射率分布透镜的射出侧端面实施了曲面加工的透镜、只要至少射出或射入平行光的单面不是与光轴垂直的平面的透镜就能使用。
作为具有所述滤波器功能的光学元件70在此使用的是波长选择滤波器(以后只要未特别说明则以相同的符号70表示)。波长选择滤波器70具有:分波功能,是仅透射射入光中特定波长的光而反射其他波长的光;合波功能,是把从单面射入并透射的特定波长的光与从其他面射入并被反射的其他波长的光进行合波。
波长选择滤波器70是在玻璃和树脂等透光性基板上形成光学多层膜(例如电介体多层膜)并通过光学多层膜的材料和层结构来发挥滤波特性。光学多层膜一般是把折射率小的材料和折射率大的材料交替层合的结构。尺寸例如是1.4×1.4×1.2mm。
光路校正板80是在两面上实施了防止反射膜的平行平板的玻璃基板,材料和尺寸与所述波长选择滤波器70的基板大致相同。防止反射膜被设计成能把反射率抑制在0.2%以下。
若在相对的光纤准直器101、102的光路之间倾斜地插入平行平板的波长选择滤波器70,则光依赖于玻璃基板的厚度而产生与原来光轴平行的位置偏移。该偏移能通过使用同样的玻璃基板而返回到原来的光轴上并能容易地维持低损失的耦合。因此与波长选择滤波器70成对地设置光路校正板80。
<光模块A的制造顺序>
该光模块A能如下地进行制造。使用图1、图2进行说明。
在此是把光纤末端110和准直器透镜120分别配置在V形槽61、62内来制作光纤准直器101、102的情况为例来进行叙述。
这时首先是准备形成有V形槽(定位槽)61、62的基板50。然后在该基板50的第一V形槽61内配置并调整光纤末端110和准直器透镜120,这样来先制作一侧的第一光纤准直器101。
作为其顺序是首先把配置在了第一V形槽61内的光纤末端110或准直器透镜120中的一个先固定在V形槽61内。然后设定两者的距离以成为预先设定的准直状态,在此基础上固定另一个(没先被固定的一个)。
该位置关系的设定为使用向光纤末端110输入光并把通过了准直器透镜120的准直光由预先制作的准直器耦合并进行调整的方法。这时所调整的部件(从后面固定的光纤末端110或是准直器透镜120)仅通过沿V形槽61在一个轴向上进行定位便可,所以能调整简单。该距离设定也可以使用在远方设置测试仪来进行调整的方法、把两者的距离进行图像识别的方法、把从透镜离开指定距离的反射镜的反射光使用回转器来进行监测调整的方法等。
然后在相对的另一侧的第二V形槽62上同样地配置调整光纤末端110和准直器透镜120,制作第二光纤准直器102。这时也是把光纤末端110或准直器透镜120中的一个先固定在V形槽62内,在一边确认准直状态一边调整两者距离的基础上,然后把另一个进行固定,而制作第二光纤准直器102。
该距离调整时能利用先制作的第一光纤准直器101。即通过第一光纤准直器101来输入光并把从第一光纤准直器101射出的平行光通过第二V形槽62内准直器透镜120来与光纤末端110耦合。然后通过测量通过了准直器透镜120而被光纤末端110受光时的受光光通量来一边确认准直状态一边调整第二V形槽62内光纤末端110与准直器透镜120的距离并固定。由于该调整也是仅通过沿V形槽62在一个轴向上进行定位便可,所以能调整简单。
然后配置波长选择滤波器70使位于在第一光纤准直器101和第二光纤准直器102的光路上,而且在波长选择滤波器70与第二光纤准直器102之间配置光路校正板80,这样来完成光模块A。
这样把通过在前端配置空芯光纤112而能实现光轴偏移少且有足够反射衰减量的光纤末端110与准直器透镜120组合来构成光纤准直器101、102,使该光纤准直器101、102位于同一轴线上地配置在形成于一块基板50上的V形槽(定位槽)61、62内,所以在光纤准直器101、102之间能容易地得到高效率的光耦合。
且由于在两光纤准直器101、102之间的光路上配置了具有滤波器功能的光学元件70,所以能以低损失得到输入光所希望的实施了滤波的输出光。且由于是把各结构零件配置固定在共通的基板50上而使光在零件之间空间传递的结构,所以不使用无用的光传输零件便可,能以所需要最小程度的体积来谋求光模块A的低价格化和小型化。
在上述的例中表示了把光纤末端110和准直器透镜120直接配置在V形槽61、62内来构成光纤准直器101、102的情况,但也可以如图3所示那样把光纤末端110和准直器透镜120配置在玻璃管116内而预先把光纤准直器101、102作为单体光学零件来构成,并把该光纤准直器101、102的玻璃管116配置在V形槽61、62内。
前者能得到零件个数少且低成本化的优点,后者能得到能容易组装的优点。
上述的例中作为具有滤波器功能的光学元件70是表示了使用波长选择滤波器的情况,但也可以用其他的滤波器,例如在射入光的强度对于波长是不均匀的情况下校正光强度而使该强度平坦化的增益化等的滤波器或用于仅把射入光的光通量一部分取出来的滤波器来进行置换。
<关于系列B和系列C>
下面说明假设在光波长分波装置或光波长分波装置中利用的光模块的系列B和系列C。系列B是把所有的V形槽相互平行地形成在基板50上同一平面内的形式,系列C是把几个V形槽相互平行地形成而把剩余的几个形成的不平行而是有角度的形式。
如系列B那样在基板50上平行形成V形槽时,具有槽加工时容易精度高的优点,但必然出现需要弯曲光行进方向的可能性,所以需要光路校正部(反射镜和棱镜)。另一方面不平行地进行V形槽加工时,有槽加工时为了精度高而费事的可能性,但有在后段不需要进行光路校正的优点。
<关于系列B的光模块>
首先说明系列B。
系列B是把所有的V形槽平行地形成在基板50上的同一平面内,单体的光模块B(B1、B2、B3)是假设在光波长分波装置或光波长分波装置的任一个中专用而使用而制作的。
在此作为系列B的形式而顺序说明单波道(ch)用的光模块B1、双波道(ch)用的光模块B2、四波道(ch)用的光模块B3各例。这些光模块分别作为本发明的第二实施例、第三实施例和第四实施例来举出。
<光模块B1(第二实施例)>
首先使用图4和图5说明最基本的1ch用光模块B1。
该光模块B1把第一、第二的两组光纤准直器101、102相对配置在一块基板50上位于同一轴线上而形成的第一、第二定位槽(V形槽)61、62内,并且在这些光纤准直器101、102的相对面之间配置波长选择滤波器70和光路校正板80,且在从第一光纤准直器101射入而被波长选择滤波器70反射的反射光行进路上配置具有与第一、第二光纤准直器101、102同样结构的第三光纤准直器103,把该第三光纤准直器103配置在与基板50上的第一、第二定位槽61、62形成在同一平面上的第三定位槽(V形槽)63内而定位,是使光在各零件之间空间传播的结构。
第三V形槽63形成得与第一、第二V形槽61、62平行,在配置于第三V形槽63内的第三光纤准直器103与波长选择滤波器70之间配置有作为光路校正部的反射镜90,以在第一光纤准直器101与第三光纤准直器103之间把被波长选择滤波器70反射的反射光相互耦合。
在此,各光纤准直器101~103的结构、基板50的结构、波长选择滤波器70的结构和光路校正板80的结构,除了主要是基板50的尺寸不同之外与图1所示的分别是相同的,所以省略它们的说明。
本实施例中使用的作为光路校正部的反射镜90在变更光路的同时还用于校正由零件外形精度而引起产生的光轴偏移和通过零件时的光轴偏移。因此,最好使用具有万向接头(Gimbal)机构的反射镜或是以此为准具有调整机构的反射镜。具有万向接头机构的反射镜是指以反射镜的一点(通常的中心)作为旋转中心能调整其倾斜的反射镜。
作为这些反射镜90从反射率或耐久性优良的点来看使用铝或金的金属反射镜是合适的,在此使用的是在尺寸2×5×1mm的玻璃基板上附加了铝和氟化镁膜的反射镜。且作为该光路校正部不仅是反射镜也可以使用楔形棱镜。在是楔形棱镜时能通过折射或是全反射来弯曲光路,能进行光路校正。
<光模块B1的制造顺序>
该光模块B1能如下地进行制造。
首先是准备在同一轴线上形成有第一、第二V形槽61、62且与第一V形槽61平行地形成有第三V形槽63的基板50。第三V形槽63是形成在与第一V形槽61相同侧上。然后与所述光模块A同样地把光纤末端110和准直器透镜120分别配置在第一、第二V形槽61、62内并调整位置,制作第一、第二光纤准直器101、102。
然后在第一光纤准直器101与第二光纤准直器102之间的光路上按预先设计的角度配置波长选择滤波器70,而且在波长选择滤波器70与第二光纤准直器102之间以使与波长选择滤波器70成为对称的角度来配置光路校正板80。
然后在第三V形槽63内配置光纤末端110和准直器透镜120,以临时组成第三光纤准直器103。在第三光纤准直器103的前面配置作为光路校正部的反射镜90,在该状态下向第一光纤准直器101输入被波长选择滤波器70反射的波长的光,一边观察被波长选择滤波器70反射并通过反射镜90而与第三光纤准直器103耦合的光通量,一边决定并固定反射镜90的位置和方向以及构成第三光纤准直器103的光纤末端110与准直器透镜120之间的距离。这样就能得到光模块B1。
该光模块B1由于在被波长选择滤波器70反射的反射光行进路上配置了与第一、第二光纤准直器101、102在同一平面上并列的第三光纤准直器103,所以在第一~第三光纤准直器之间能容易得到高效率的光耦合。且通过把第一、第三光纤准直器101、103作为输入输出口而把第二光纤准直器102作为分路插入口就能容易构成低损失的单波道型光分波器或光合波器。
特别是这时是把单一的光模块B1作为光分波或是光合波的任一个而专用利用的,所以不必担心为了合波而向波长选择滤波器70插入的插入光哪怕很少地被反射而混入到被分波的分路光中。
下面说明把该光模块B1作为1ch用光波长分波装置或光波长合波装置使用时的情况。
<把光模块B1作为光波长分波装置使用的情况>
如图5(a)所示,把该光模块B1作为光波长分波装置使用时,是把第一光纤准直器101的光纤末端110作为使从外部输入用光传输路1001传输来的波长多重光(包含λ1的光)作为对于波长选择滤波器70的输入光而射入的输入用末端(In)、把第二光纤准直器102的光纤末端110作为用于把向波长选择滤波器70射入并透射的特定波长λ1的透射光向外部分路用光传输路1002取出来的分路用末端(Drop)、把第三光纤准直器103的光纤末端110作为用于把向波长选择滤波器70射入并被反射的特定波长λ1以外的光向外部输出用光传输路1003送出来的输出用末端(Out)来利用。这样就发挥了把波长多重光进行分波的功能(在此是把特定波长λ1的光取出来的功能)。
<把光模块B1作为光波长合波装置使用的情况)
另一方面如图5(b)所示,把该光模块B1作为光波长合波装置使用时,是把第三光纤准直器103的光纤末端110作为使从外部输入用光传输路1003传输来的特定波长λ1以外的光作为对于波长选择滤波器70正面的输入光而射入的输入用末端(In)、把第二光纤准直器102的光纤末端110作为使从外部插入用光传输路1002送来的特定波长λ1的插入光作为对于波长选择滤波器70反面的插入光而射入的插入用末端(Add)、把第一光纤准直器103的光纤末端110作为用于把被波长选择滤波器70反射的输入光和透射的插入光的合波光向外部输出用光传输路1001传输的输出用末端(Out)来利用。这样就发挥了把不同波长的光进行合波的功能(在此是把特定波长λ1的光插入并进行合波的功能)。
如上,本实施例的光模块B1以单体零件还能作为光分波装置或光合波装置的一个专用器来使用。
<光模块B2(第三实施例)、光模块B3(第四实施例)>
下面使用图6~图9说明2ch以上用(2ch用和4ch用)的光模块B2和B3。图6和图7表示的是2ch用的光模块B2,图8和图9表示的是4ch用的光模块B3。2ch以上用的光模块B2和B3基本上是下面所述的结构。2ch用光模块B2的基本结构被包含在4ch用的光模块B3中,所以在此先叙述4ch用的光模块B3。
首先图8所示的4ch用光模块B3把具有下述功能的波长选择滤波器71~74使特定波长的不同而配置了4个,该功能是:分波功能,仅使射入光中特定波长的光透射而使其他波长的光反射;合波功能,把从单面射入并透射的特定波长的透射光与从其他面射入并被反射的其他波长的反射光进行合波,而且把这些4个波长选择滤波器71~74配置成从光行进方向的上游侧向下游侧顺序地使波长选择滤波器71~74的反射光射入。
在此叙述的是分波时光的行进方向,在向最上游波长选择滤波器71的射入光的光路上、各波长选择滤波器71~74透射光的光路上和最下游波长选择滤波器74反射光的光路上分别配置准直器。
作为各准直器使用的是与图1~图4说明过的完全相同的光纤准直器101~106。把这些光纤准直器101~106按照光合波分波的顺序从一块共通基板50的一侧向另一侧交替地且是隔着包含波长选择滤波器71~74的光学元件的配置空间(光学元件配置面51)而相对配置。
而且把各光纤准直器101~106配置在形成于基板50的准直器配置面52、53上同一面内的V形槽61~66内来进行定位,把基板50一侧和另一侧上通过波长选择滤波器71~74而处于相对关系的光纤准直器的几个组(本例是第一、第二光纤准直器101和102、103和106)配置在形成于同一轴线上的V形槽61、62和V形槽63、66上。这时是把所有的V形槽61~66相互平行地形成的。通过平行形成V形槽61~66而在产生光路校正的部位处配置光路校正用的反射镜91、92。且在通过波长选择滤波器71~74的配置而对各光纤准直器101~106产生了光路校正的部位,本实施例是在配置了波长选择滤波器71、73的光路上配置了以使与波长选择滤波器71、73成为对称的角度的光路校正板81、83。
各光纤准直器101~106的结构、基板50的结构、波长选择滤波器70的结构和光路校正板80的结构,除了主要是基板50的尺寸不同之外与图1所示的分别是相同的,所以在此省略说明。
2ch用光模块B2是从上述4ch用光模块B3的结构中把第五、第六V形槽65、66和第五、第六光纤准直器105、106和波长选择滤波器73、74和光路校正板82和反射镜92去掉而构成的。
<光模块B3(包含B2)的制造顺序>
所述4ch用光模块B3能如下地进行制造。
首先是准备基板50,在该基板50上把第一、第二V形槽61、62和第三、第六V形槽63、66形成在同一轴线上且相互平行,而且与第三V形槽63平行地形成第五V形槽65,在第二、第六V形槽62、66之间与它们平行地形成第四V形槽64。在基板50的中央部形成一段比左右的准直器配置面52、53凹的光学元件配置面51。
这时基板50的尺寸是40×14×3mm,在左右宽度9mm的准直器配置面52、53上有间隔地切出分别平行且是相同深度的各三条共计六条V形槽61~66。中央的光学元件配置面51被平面磨削成宽度21mm。在此由于相对的V形槽61、62和V形槽63、66能进行贯通切削加工,所以能容易地进行高精度加工。
在准备基板50后,接下来与所述光模块A(参照图1)的情况同样地把光纤末端110和准直器透镜120分别配置在第一、第二V形槽61、62内并调整位置,制作第一、第二光纤准直器101、102。然后在第一光纤准直器101与第二光纤准直器102之间的光路上按预先设计的角度配置第一波长选择滤波器71,而且在第一波长选择滤波器71与第二光纤准直器102之间以使与第一波长选择滤波器71成为对称的角度来配置光路校正板81来校正由第一波长选择滤波器71引起的光路偏移。
然后在与第一V形槽61邻接第三V形槽63内配置光纤末端110和准直器透镜120,以临时组成第三光纤准直器103,而且在第四V形槽64内配置光纤末端110和准直器透镜120,以临时组成第四光纤准直器104。在被第一波长选择滤波器71反射的反射光光轴与第四V形槽64的轴线延长线交叉的点处配置第二波长选择滤波器72,把被第一波长选择滤波器71、第二波长选择滤波器72相继反射的光向第四光纤准直器104射入。
向第一光纤准直器101输入被第一、第二波长选择滤波器71、72都反射的波长的光,一边观察经由波长选择滤波器71、72而与第四光纤准直器104的光纤末端110耦合的光通量,一边决定并固定第二波长选择滤波器72的位置和方向以及构成第四光纤准直器104的光纤末端110与准直器透镜120的距离。
然后在第三光纤准直器103之前配置反射镜91,在该状态下向第一光纤准直器101输入被第一波长选择滤波器71反射且透射第二波长选择滤波器72的波长的光,一边观察被第一波长选择滤波器71反射且透射第二波长选择滤波器72并通过反射镜91而与第三光纤准直器103耦合的光通量,一边决定并固定反射镜91的位置和方向以及构成第三光纤准直器103的光纤末端110与准直器透镜120的距离。
由到此为止的工序就完成了图6中2ch用的光模块B2,所以在制作2ch用的光模块B2时工序到此为止就结束了。在制作4ch用的光模块B3时则还要继续以后的工序。
在制作4ch用的光模块B3时,接续上述的工序,在被第二波长选择滤波器72反射而向第四光纤准直器104射入的光路上按预先设计的角度配置第三波长选择滤波器73,而且在第三波长选择滤波器73与第四光纤准直器104之间以使与第三波长选择滤波器73成为对称的角度来配置光路校正板82来校正由第三波长选择滤波器73引起的光路偏移。
然后在第五V形槽65内配置光纤末端110和准直器透镜120,以临时组成第五光纤准直器105,而且在第六V形槽66内配置光纤末端110和准直器透镜120,以临时组成第六光纤准直器106。在被第三波长选择滤波器73反射的反射光光轴与第六V形槽66的轴线延长线交叉的点处配置第四波长选择滤波器74,把被第一波长选择滤波器71、第二波长选择滤波器72、第三波长选择滤波器73、第四波长选择滤波器74相继反射的光向第六光纤准直器106射入。
然后向第一光纤准直器101输入被第一、第二、第三、第四波长选择滤波器71、72、73、74都反射的波长的光,一边观察被波长选择滤波器71、72、73、74顺次反射而与第六光纤准直器106的光纤末端110耦合的光通量,一边决定并固定第四波长选择滤波器74的位置和方向以及构成第六光纤准直器106的光纤末端110与准直器透镜120的距离。
然后在第五光纤准直器105之前配置反射镜92,在该状态下向第一光纤准直器101输入被第一、第二、第三波长选择滤波器71、72、73都反射且透射第四波长选择滤波器74的波长的光,一边观察被第一、第二、第三波长选择滤波器71、72、73相继反射且透射第四波长选择滤波器74并通过反射镜92而与第五光纤准直器105耦合的光通量,一边决定并固定反射镜92的位置和方向以及构成第五光纤准直器105的光纤末端110与准直器透镜120的距离。这样就完成了光模块B3。
以上叙述了制造2ch、4ch用光模块B2、B3的情况,但对于具有超过4ch的ch数的光模块,通过反复同样的顺序也能容易地制造。
作为上述使用的波长选择滤波器71~74的例,例如能举出设计成尺寸是1.4×1.4×1.2mm,分别透射波长1511、1531、1551、1571nm的光而反射它们以外波长的波长选择滤波器(WDM滤波器)。
作为光路校正板81、82的例能例如举出设计成在两面上实施了防止反射膜的平行平板的玻璃基板,材料和尺寸与其跟前配置的波长选择滤波器的基板大致相同,能把1450~1650nm波长的光抑制成反射率在0.2%以下。
作为光路校正用反射镜91、92的例从反射率和耐久性优良的点来看使用铝和金等的金属反射镜是合适的,能举出在尺寸2×5×1mm的玻璃基板上附加了铝和氟化镁膜的反射镜。
这些2ch用以上的光模块B2、B3,能作为多波道型的光分波器或光合波器来利用。且通常是把连接多个单波道型合波分波器而制作的多波长合波分波器与准直器和波长选择滤波器等各结构零件集成配置在同一基板上,构成使光在零件之间空间传递的结构,所以能容易不使用无用零件地以所需要最小程度的体积来得到小型且低损失的光波长合波分波器。
且作为各准直器由于使用的是通过在前端配置空芯光纤而能实现光轴偏移少且有足够的反射衰减量地来组合光纤末端和准直器透镜而构成光纤准直器101~106,所以能提供组装容易、在各光纤准直器101~106之间能进行高效率光耦合、对于得到低损失光合波分波器适合的多波道型光模块。
特别是这时是把单一的模块B2、B3作为光分波或光合波的任一个专用来利用的,所以不必担心为了合波而向波长选择滤波器插入的插入光哪怕很少地被波长选择滤波器反射的结果而混入到被分波的分路光中。
下面使用图7(a)和图9(a)说明把这些光模块B2、B3作为2ch、4ch用光波长分波装置使用时的情况。
<把光模块B2作为光波长分波装置使用的情况>
首先说明把2ch用光模块B2作为光波长分波装置使用时的情况。
这时如图7(a)所示,是把光行进方向最上游的第一光纤准直器101作为使从外部输入用光传输路1001传输来的波长多重光(包含λ1、λ2)作为对于最上游波长选择滤波器71的输入光而射入的输入光用准直器(In)、把最下游的第四光纤准直器104作为用于把被最下游的波长选择滤波器72反射的光向外部输出用光传输路1004送出来的输出用准直器(Out)、把它们以外的第二、第三光纤准直器102、103作为用于把透射了各波长选择滤波器71、72的光(分别是波长λ1、λ2的光)向外部传输路1002、1003取出来的分路光用准直器(Drop)来利用。这样就发挥了把波长多重光顺次进行分波的功能(把波长λ1、λ2的光信号进行分波)。
<把光模块B3作为光波长分波装置使用的情况>
接着说明把4ch用光模块B3作为光波长分波装置使用时的情况。
这时如图9(a)所示,是把光行进方向最上游的第一光纤准直器101作为使从外部输入用光传输路1001传输来的波长多重光(包含λ1~λ4)作为对于最上游波长选择滤波器71的输入光而射入的输入光用准直器(In)、把最下游的第六光纤准直器106作为用于把被最下游的波长选择滤波器74反射的光向外部输出用光传输路1006送出来的输出用准直器(Out)、把它们以外的第二~第五光纤准直器102~105作为用于把透射了各波长选择滤波器71~74的光(分别是波长λ1~λ4的光)向外部传输路1002~1005取出来的分路光用准直器(Drop)来利用。这样就发挥了把波长多重光顺次进行分波的功能(把波长λ1~λ4的光信号进行分波)。
叙述一例则是当把包含有波长λ1=1511、λ2=1531、λ3=1551、λ4=1571、λ5=1591nm的波长多路传输信号向输入输出用的第一光纤准直器101的光纤末端110输入时,仅λ1=1511nm波长的光透射第一波长选择滤波器71而与分路用第二光纤准直器102的光纤末端110耦合。其他波长λ2=1531、λ3=1551、λ4=1571、λ5=1591nm的光向第二波长选择滤波器72被反射。
同样地,在第二波长选择滤波器72是仅λ2=1531nm波长的光透射而与分路用第三光纤准直器103的光纤末端110耦合,其他波长λ3=1551、λ4=1571、λ5=1591nm的光向第三波长选择滤波器74被反射。
在第三波长选择滤波器73是仅λ3=1551nm波长的光透射而与分路用第四光纤准直器104的光纤末端110耦合,其他波长λ4=1571、λ5=1591nm的光向第四波长选择滤波器74被反射。
在第四波长选择滤波器74是仅λ4=1571nm波长的光透射而与分路用第五光纤准直器105的光纤末端110耦合,其他波长λ5=1591nm的光向输出用第六光纤准直器106被反射。这样,各波长的光就被顺次分波。
实际上作为光源使用波长可变激光器而向第一光纤准直器101的光纤末端110输入波长1511、1531、1551、1571、1591nm的波长多重光,并通过测量被分波而向各光纤准直器102~106的光纤末端110射出的各个波长的光强度来求插入损失时,结果是所有波道的插入损失都是0.6dB以下。
一般是使用把来自所使用内置光源的以射出端作为终端时的返回光与把测量物连接在光纤端上时的返回光进行比较方式的反射衰减量测量机,使用波长1550nm的光来测量各光纤末端的反射衰减量。结果是在所有的光纤末端一般都在光模块所要求的50dB以上。
如上通过本发明的实施例,使用40×14mm的小型基板仅以进行容易的定位组装就能得到在满足足够反射衰减量的同时能实现低插入损失的光分波装置。
下面使用图7(b)和图9(b)说明把光模块B2、B3作为2ch、4ch用光波长合波装置使用时的情况。
<把光模块B2作为光波长合波装置使用的情况>
首先说明把2ch用光模块B2作为光波长合波装置使用时的情况。
这时如图7(b)所示,是把合波时光行进方向最上游的第四光纤准直器104作为使从外部输入用光传输路1004传输来的光作为对于最上游第二波长选择滤波器72表面的输入光而射入的输入光用准直器(In)、把最下游的第一光纤准直器101作为把被最下游的第一波长选择滤波器71反射的反射光和透射的插入光的合波光向外部输出用光传输路1001传输的输出光用准直器(Out)、把它们以外的第三、第二光纤准直器103、102作为把来自外部插入用光传输路1003、1002的对于各波长选择滤波器72、71反面是每个各滤波器71、72特定波长频带λ2、λ1的插入光来射入的插入光用准直器(Add)来利用。这样就发挥了把不同波长的光(波长λ1、λ2的光)顺次进行合波的功能。
<把光模块B3作为光波长合波装置使用的情况>
接着说明把4ch用光模块B3作为光波长合波装置使用时的情况。
这时如图9(b)所示,是把合波时光行进方向最上游的第六光纤准直器106作为使从外部输入用光传输路1006传输来的光作为对于最上游第四波长选择滤波器74表面的输入光而射入的输入光用准直器(In)、把最下游的第一光纤准直器101作为把被最下游的第一波长选择滤波器71反射的反射光和透射的插入光的合波光向外部输出用光传输路1001传输的输出光用准直器(Out)、把它们以外的第五、四、三、二光纤准直器105、104、103、102作为把来自外部插入用光传输路1005、1004、1003、1002的对于各波长选择滤波器74、73、72、71反面是每个各滤波器74、73、72、71特定波长频带λ4、λ3、λ2、λ1的插入光来射入的插入光用准直器(Add)来利用。这样就发挥了把不同波长的光(波长λ1~λ4的光)顺次进行合波的功能。
举例则是当把波长λ1=1511、λ2=1531、λ3=1551、λ4=1571、λ5=1591nm的光向输入用和顺次插入用的光纤准直器106~102输入时,在第四波长选择滤波器74中波长λ4=1571、λ5=1591nm的光被合波,在第三波长选择滤波器73中波长λ3=1551、λ4=1571、λ5=1591nm的光被合波,在第二波长选择滤波器72中波长λ2=1531、λ3=1551、λ4=1571、λ5=1591nm的光被合波,在第一波长选择滤波器71中波长λ1=1511、λ2=1531、λ3=1551、λ4=1571、λ5=1591nm的光被合波。从第一波长选择滤波器71出来的波长多重光(λ1~λ5)与输入输出用光纤准直器101的光纤末端110耦合并向外部输出用光传输路1001传输。
如上,本发明实施例的光模块B2、B3既能作为光分波装置使用也能作为光合波装置使用。这时的插入损失或反射衰减量当然也与作为所述光分波装置使用时一样。
由于这些光模块B2、B3是把各零件配置在基板50上而使光在零件之间空间传播的结构,所以与现有这样使用多个滤波器模块而由光纤把滤波器模块之间连接形式的光分波装置或光合波装置相比,能以低损失得到小型且价格低的光分波装置或光合波装置。特别是波道数越多越能发挥本实施例光模块的优点。上述的例表示了到2ch、4ch为止的模块,但构成更多波道的模块时,把以上的进行反复就也能发展。
<关于系列C的光模块>
下面说明系列C的光模块。
图10~图12所示的系列C的光模块C1~C3,仅把与第一V形槽61位于同一侧的第三V形槽63和第五V形槽65形成得与第一V形槽61不平行的有规定的角度。其他结构则与B系列的光模块B1~B3分别对应,所以省略详细说明。
<关于光模块C1(第五实施例)>
图10的1ch用光模块C1的特点在于,在从第一光纤准直器101射入并被波长选择滤波器70反射的反射光行进方向直线上以第三光纤准直器103所位于的角度来形成第三V形槽63。由于这样就不需要弯曲光路,所以能省略光路校正部的反射镜(参照图4)。
<关于光模块C2(第六实施例)>
图11的2ch用光模块C2的特点在于,在从第一光纤准直器101射入并被第一波长选择滤波器71反射的反射光行进方向直线上以第三光纤准直器103所位于的角度来形成第三V形槽63,而且根据在第一波长选择滤波器71与第三光纤准直器103之间的光路上配置了第二波长选择滤波器72的关系而在第三光纤准直器103与第二波长选择滤波器72之间不配置反射镜而是配置校正由第二波长选择滤波器72所引起的光路偏移的光路校正板82。
<关于光模块C3(第七实施例)>
图12的4ch用光模块C3的特点在于,在从第一光纤准直器101射入并被第一波长选择滤波器71反射的反射光行进方向直线上以第三光纤准直器103所位于的角度来形成第三V形槽63,而且在从第一光纤准直器101射入并被第一波长选择滤波器71、第二波长选择滤波器72、第三波长选择滤波器73顺次反射的反射光行进方向直线上以第五光纤准直器105所位于的角度来形成第五V形槽65(这时第三、第五V形槽63、65是相互平行形成的),而且在第三光纤准直器103与第二波长选择滤波器72之间和第五光纤准直器105与第四波长选择滤波器74之间不配置反射镜而是分别配置校正由第二、第四波长选择滤波器72、74所引起的光路偏移的光路校正板82、84。
这些C系列的光模块C1~C3能被设定成与B系列的光模块B1~B3完全相同的使用方法。因此省略关于使用方法的说明。
下面说明C系列光模块C1~C3的制造方法。由于1ch用光模块C1和2ch用光模块C2能由到4ch用光模块C3制造方法中途的工序就完成,所以作为代表仅说明4ch用光模块C3的制造方法。
<光模块C3的制造方法>
图12所示的光模块C3能如下地进行制造。
首先是准备形成有第一~第六这六条V形槽61~66的基板50。在此以奇数号码称呼的第一、第三、第五V形槽61、63、65是形成在基板50一侧的准直器配置面52上,以偶数号码称呼的第二、第四、第六V形槽62、64、66是形成在基板50另一侧的准直器配置面53上。这些V形槽61~66是在同一平面上并列形成的。
第一V形槽61、第二V形槽62、第四V形槽64、第六V形槽66是相互平行的,特别是第一V形槽61与第二V形槽62是配置在同轴上。第三V形槽63形成得对于第一V形槽61是按指定的角度和场所交叉。第五V形槽65被形成得与第三V形槽63平行并与第四V形槽64按指定的角度和场所交叉。
基板50中央的光学元件配置面51的高度被形成得使配置在两侧V形槽61~66内的光纤准直器101~106的光轴与配置在光学元件配置面51上的光学元件的中心重合。这时基板50的尺寸是35×17×3mm,在两端形成有宽度9mm的准直器配置面52、53。在左右的准直器配置面52、53上形成有各三条相同深度的V形槽61~66,平行的V形槽62、64、66的间隔是3mm。中央部的宽度17mm的光学元件配置面51是通过平面磨削形成的。这种基板50的形状与所述系列B的情况相比仅是在斜向加工V形槽63、65的加工费用上有稍微提高,但有能使基板50小型化的优点。
在准备所述基板50时是把光纤末端110和准直器透镜120配置在第一、第二V形槽61、62内来制作第一、第二光纤准直器101、102。该制作方法与前面说明过的光模块A完全相同,所以在此不进行说明。
然后在第三V形槽63内配置光纤末端110和准直器透镜120,在基板50上的第三V形槽63与第一、第二V形槽61、62的轴线延长线交叉点上配置波长选择滤波器71,把第三V形槽63上的光纤末端110或准直器透镜120的一个进行固定。
在该状态下从第一光纤准直器101输入被第一波长选择滤波器71反射的波长的光,一边观察被第一波长选择滤波器71反射而向第三V形槽61上的光纤末端110射入的光通量一边调整第一波长选择滤波器71的位置和方向。同时决定并固定第三V形槽63上的光纤末端110与准直器透镜120的距离来制作第三光纤准直器103。
这时由于各第一、第三光纤准直器101、103的光轴能维持足够高的精度,所以第一波长选择滤波器71能配置在能容易得到光耦合的位置上。再加上第一、第三V形槽61、63是在同一平面内,这些V形槽61、63上光纤准直器101、103的光轴全部不出该平面,所以通过一个波长选择滤波器71的平面光轴调整就能得到低损失的光耦合。
然后在第一波长选择滤波器71与第二光纤准直器102之间以使与第一波长选择滤波器71成为对称的角度来配置与第一波长选择滤波器71同特性的光路校正板81。这时向第一光纤准直器101输入透射第一波长选择滤波器71的波长的光,通过测量从第二光纤准直器102输出的光通量来微调整并固定光路校正板81。
然后在第四V形槽64内配置光纤末端110和准直器透镜120,而且在基板50上的第三V形槽63与第四V形槽64的轴线延长线交叉点上配置第二波长选择滤波器72,把第四V形槽64上的光纤末端110或准直器透镜120的一个进行固定。
接着在该状态下向第一光纤准直器101输入被第一波长选择滤波器71和第二波长选择滤波器72都反射的波长的光,一边观察这些被波长选择滤波器71、72顺次反射而向第四V形槽64上的光纤末端110射入的光通量一边调整第二波长选择滤波器72的位置和方向,且决定并固定第四V形槽64上的光纤末端110与准直器透镜120的距离来制作第四光纤准直器104。
然后在第二波长选择滤波器72与第三光纤准直器103之间以使与第二波长选择滤波器72成为对称的角度来插入、配置与第二波长选择滤波器72同特性的光路校正板82。这时向第一光纤准直器101输入被第一波长选择滤波器71反射且透射第二波长选择滤波器72的波长的光,通过测量向第三V形槽63上的光纤末端110射入的光通量来微输出并固定光路校正板82。
然后在第五V形槽65内配置光纤末端110和准直器透镜120,而且在基板50上的第五V形槽65与第四V形槽64的轴线延长线交叉点上配置第三波长选择滤波器73,把第五V形槽65上的光纤末端110或准直器透镜120的一个进行固定。
在该状态下从第一光纤准直器101输入被第一、第二、第三波长选择滤波器71、72、73都反射的波长的光,一边观察这些顺次被第一、第二、第三波长选择滤波器71、72、73反射而向第五V形槽65上的光纤末端110射入的光通量一边调整第三波长选择滤波器73的位置和方向。同时决定并固定第五V形槽65上的光纤末端110与准直器透镜120的距离来制作第五光纤准直器105。
然后在第三波长选择滤波器73与第四光纤准直器104之间以使与第三波长选择滤波器73成为对称的角度来配置校正由第三波长选择滤波器71而引起的光路偏移的光路校正板83。这时向第一光纤准直器101输入被第一、第二波长选择滤波器71、72反射且透射第三波长选择滤波器73的波长的光,通过测量向第四光纤准直器104的光纤末端110射入的光通量来微输出并固定光路校正板83。
然后在第六V形槽66内配置光纤末端110和准直器透镜120,而且在基板50上的第五V形槽65与第六V形槽66的轴线延长线交叉点上配置第四波长选择滤波器74,把第六V形槽66上的光纤末端110或准直器透镜120的一个进行固定。
在该状态下向第一光纤准直器101输入被第一、第二、第三、第四波长选择滤波器71、72、73、74都反射的波长的光,一边观察这些顺次被第一、第二、第三、第四波长选择滤波器71、72、73、74反射而向第六V形槽66上的光纤末端110射入的光通量一边调整第四波长选择滤波器74的位置和方向,且决定并固定第六V形槽66上的光纤末端110与准直器透镜120的距离来制作第六光纤准直器104。
然后在第四波长选择滤波器74与第五光纤准直器105之间以使与第四波长选择滤波器74成为对称的角度来插入和配置与第四波长选择滤波器74同特性的光路校正板84。这时向第一光纤准直器101输入被第一、第二、第三波长选择滤波器71、72、73反射且透射第四波长选择滤波器74的波长的光,通过测量向第五V形槽65上的光纤末端110射入的光通量来微输出并固定光路校正板84。
如上把所有的部件进行定位和固定,就能制作小型低损失且能容易组装的具有光合波分波功能的光模块C3。
在上述的制造工序中在进行各部件的定位时,是通过向第一光纤准直器101输入光并测量来自各光纤准直器102~106的光纤末端110的输出光的光通量来进行的调整,但也可以从第一光纤准直器101以外的已经定位完了的光纤准直器输入试验光来进行下游侧部件的位置调整。且这些所有部件的配置也可以通过以图像处理或外形为基准的机械操作来进行。
<关于多个光模块的组合>
以上分别说明了单体的各光模块,下面说明组合上述的光模块而作为光波长合波分波装置使用的情况。在此作为例而说明使用一对(两个)B系列中的1ch用光模块B1而构成的1ch用光波长合波分波装置、使用一对(两个)4ch用光模块B3而构成的4ch用光波长合波分波装置。
<关于1ch用光波长合波分波装置>
图13表示的是使用两个1ch用光模块B1而构成的1ch用光波长合波分波装置的结构。图左侧的光模块B1a是作为光波长分波器使用的,右侧的光模块B1b是作为光波长合波器使用的。左右的光模块B1a、B1b在图中被画成是左右对称,但也可以把同一个光模块B1连接构成与图中的是同样的功能。
在进行1ch的信号处理时,把分波器侧光模块B1a的第一光纤准直器101作为输入口(In),把第二光纤准直器102作为分路口(Drop),把第三光纤准直器103作为输出口(Out)。
且把合波器侧光模块B1b的第一光纤准直器101作为输出口(Out),把第二光纤准直器102作为插入口(Add),把第三光纤准直器103作为输入口(In)。
把分波器侧光模块B1a的输入口(第一光纤准直器101)的光传输路1001连接在外部传输路上,把分路口(第二光纤准直器102)的光传输路1002连接在光开关2000上,把输出口(第三光纤准直器103)的光传输路连接在分波合波器侧的光模块B1b的输入口(第三光纤准直器103)的光传输路1003上。
关于分波合波器侧的光模块B1b是把插入口(第二光纤准直器102)的光传输路1002连接在光开关2000上,把输出口(第一光纤准直器101)的光传输路1001连接在外部传输路上。这样就完成了光波长合波分波装置。
该光波长合波分波装置中从外部传输路向分波器侧光模块B1a的输入口(第一光纤准直器101)输入的波长多路传输信号中,通过波长选择滤波器70进行合波分波的特定波长以外的光信号被波长选择滤波器70反射,并从输出口(第三光纤准直器103)向合波器侧光模块B1b的输入口(第三光纤准直器103)输入,被波长选择滤波器70反射而从输出口(第一光纤准直器101)输出,返回到外部传输路中。
另一方面通过波长选择滤波器70进行合波分波的特定波长的光信号在从分波器侧光模块B1a的分路口(第二光纤准直器102)取出来后向光开关2000输入。在不需要进行信号的取出或转换时则光开关2000使信号原封不动地通过而向合波器侧光模块B1b的插入口(第二光纤准直器102)输入。从该插入口(第二光纤准直器102)导入的特定波长的光信号由于是透射波长选择滤波器70,所以与被波长选择滤波器70正面反射的其他波长的信号进行合波,并从输出口(第一光纤准直器101)返回到原来的传输路中。
<关于4ch用光波长合波分波装置>
图14表示的是使用两个4ch用光模块B3而构成的4ch用光波长合波分波装置的结构。图左侧的光模块B3a是作为光波长分波器使用的,右侧的光模块B3b是作为光波长合波器使用的。左右的光模块B3a、B3b在图中被画成是左右对称,但也可以把同一个光模块B3连接构成与图中的是同样的功能。
在进行4ch的信号处理时,把分波器侧光模块B3a的第一光纤准直器101作为输入口(In),把第二~第五光纤准直器102~105作为分路口(Drop),把第六光纤准直器106作为输出口(Out)。
且把合波器侧光模块B3b的第一光纤准直器101作为输出口(Out),把第二~第五光纤准直器102~105作为插入口(Add),把第六光纤准直器106作为输入口(In)。
把分波器侧光模块B3a的输入口(第一光纤准直器101)的光传输路1001连接在外部传输路上,把分路口(第二~第五光纤准直器102~105)的光传输路1002~1005连接在光开关2000上,把输出口(第六光纤准直器106)的光传输路1006连接在分波合波器侧的光模块B3b的输入口(第六光纤准直器106)的光传输路1006上。
关于分波合波器侧的光模块B3b是把插入口(第二~第五光纤准直器102~105)的光传输路1002~1005连接在光开关2000上,把输出口(第一光纤准直器101)的光传输路1001连接在外部传输路上。这样就完成了作为系统的光波长合波分波装置。
该光波长合波分波装置中在把来自外部传输路的波长多路传输信号向分波器侧光模块B3a的输入口输入时,通过全部波长选择滤波器71~74进行合波分波的特定波长以外的信号被波长选择滤波器71~74反射,并从合波器侧光模块B3b的输出口输出,返回到外部传输路中。
另一方面通过波长选择滤波器71~74进行合波分波的各特定波长的光信号被分波器侧光模块B3a的各波长选择滤波器71~74所分波并按每个波长取出来后按每各波长向光开关2000输入。在不需要进行信号的取出和转换时则光开关2000使信号原封不动地通过并在合波分波器侧的光模块B3b中再次进行合波而从输出口返回到外部传输路中。在需要进行信号的取出和转换时则通过光开关2000把信号从Drop口向外部取出,加以必要的信号处理后从Add口经过合波器侧光模块B3b的插入口返回到原来的传输路中。
如上所述,把两个同样形式的光模块B1、B3一个作为分波专用器而另一个作为合波专用器地分开功能的同时通过组合而构成光波长合波分波装置,因此与把一个波长选择滤波器作为分波与合波兼用的情况不同,能完全不必担心插入光与分路光混合,能防止信号恶化。
<关于系列D的光模块D1、D2(实施例8、9)>
下面说明能把分波和合波在同一模块内进行的系列D的光模块D1、D2。在此,把1ch用的光模块D1作为实施例8、把2ch用的光模块D2作为实施例9来说明。
一般的通信系统多把合波和分波在同一或是非常接近的场所进行。例如现有在进行2波道的波长分路插入时是分别准备2波道的分波器和2波道的合波器,需要如图17所示那样通过光纤相互连接来构成系统。在这种情况下本实施例的光模块D1、D2则发挥效果。即本实施例的光模块D1、D2能把分波和合波的功能在同一基板上进行,这样就省略了中间部的光纤连接部分和用于光纤连接的准直器或框体等,能制作出更便宜的小型低损失的光波长合波分波装置。
以下个别说明系列D中的1ch用的光模块D1和2ch用的光模块D2。
<关于光模块D1(实施例8)>
图15表示了作为1ch用光波长合波分波装置而被利用的光模块D1的结构。
该光模块D1作为基本元件而包含了先前说明过的光模块A的结构。作为与该光模块A相当的部分是在基板50两侧的准直器配置面52、53上分别配置了第一光纤准直器101和第二光纤准直器102。这些第一、第二光纤准直器101、102是分别配置在了在同一轴线上形成的第一V形槽61和第二V形槽62内。且在第一、第二光纤准直器101、102之间的光路上配置了仅透射特定波长的光而反射其他波长光的分波用波长选择滤波器70(A),在该波长选择滤波器70(A)与第二光纤准直器102之间以与波长选择滤波器70(A)成为对称角度地配置校正由波长选择滤波器70(A)引起的光路偏移的光路校正板80。
除了与光模块A相当的部分的结构之外,是在基板50一侧的准直器配置面52上形成有与第一V形槽61平行的第四V形槽64,在另一侧的准直器配置面53上形成有与第二V形槽61平行的第三V形槽63。第三、第四V形槽63、64是形成在同一轴线,各V形槽63、64上分别配置有第三、第四光纤准直器103、104。
在从第一光纤准直器101射入并被分波用波长选择滤波器70(A)反射的反射光行进路上与第三、第四V形槽63、64轴线延长线交点上配置合波用波长选择滤波器70(B),其把来自分波用波长选择滤波器70(A)的反射光再次在自身的正面进行反射,且把从自身背面射入并透射的透射光在正面合波成反射光。波长选择滤波器70(A、B)和光路校正板80是被固定在确保位于基板50中央的光学元件配置面51上。
该合波用波长选择滤波器70(B)使从第一光纤准直器101射入并被分波用波长选择滤波器70(A)反射,且又被合波用波长选择滤波器70(B)的正面反射的反射光向第三V形槽63上的第三光纤准直器103射入地,这样进行了角度调整的基础上而被固定的。通过该合波用波长选择滤波器70(B)的配置使与所述合波用波长选择滤波器70(B)的背面相对并被射入能透射波长频带的光的第四光纤准直器104位于所述合波用波长选择滤波器70(B)的背面侧。在第四光纤准直器104与合波用波长选择滤波器70(B)之间以使与波长选择滤波器70(B)成为对称的角度地配置校正由波长选择滤波器70(B)引起的光路偏移的光路校正板80。
基板50的结构、各光纤准直器101~104的结构、波长选择滤波器70的结构和光路校正板80的结构,与先前说明实施例光模块中所说明过的除了尺寸要素上之外大致是相同的,因此在此省略说明。
把该光模块D1作为光波长合波分波装置使用时,把第一光纤准直器101作为接受来自外部输入用光传输路1001的波长多重光的输入口(In),把最下游的第三光纤准直器103作为向外部输出用光传输路1003输出波长多重光的输出口(Out),把第二光纤准直器102作为向分路用光传输路1002取出分波光的分路口(Drop),把第四光纤准直器104作为把来自插入用传输路1004、1006的插入光为了合波而射入的插入口(Add)来使用。
这样从输入口(第一光纤准直器101)射入的波长多路传输信号中,特定波长λ1的光信号就透射了分波用波长选择滤波器70(A)而从分路口(第二光纤准直器102)被向外部取出。特定波长以外的波长光则顺次被分波用波长选择滤波器70(A)和合波用波长选择滤波器70(B)反射,并从输出口(第三光纤准直器103)被向外部取出。这时若从插入口(第四光纤准直器104)把特定波长λ1的信号光插入,则该信号光从合波用波长选择滤波器70(B)反面侧向正面侧透射,并与被正面反射的特定波长以外的波长光进行合波而被从输出口(第三光纤准直器103)向外部取出。
在此,当从分路口取出的信号与从插入口插入的信号是同一波长的信号时,分波用波长选择滤波器70(A)和合波用波长选择滤波器70(B)通过使用同特性的波长选择滤波器就成为1ch用光波长合波分波装置。当从分路口取出的信号与从插入口插入的信号是不同波长的信号时,分波用波长选择滤波器70(A)则使用透射从分路口取出的信号波长的波长选择滤波器,而合波用波长选择滤波器70(B)则使用透射从插入口插入的信号波长的波长选择滤波器,只要是使用不同特性的波长选择滤波器便可。
因此,能一边发挥波长分波功一边发挥波长合波功能。且作为准直器通过采用带空芯光纤的光纤准直器101~104而能提供低损失的1ch型光波长合波分波器。且由于是把各结构零件固定在共通的基板50上而使光在零件之间空间传递的结构,所以不使用无用的零件便可,能以所需要最小程度的体积来谋求光模块的低价格化和小型化。所有的V形槽61~64是平行形成的且相对的V形槽61、62和V形槽63、64是分别形成在同一轴线上,所以加工和组装容易。
<关于光模块D2(实施例9)>
下面说明2ch以上用的合波分波装置。在此一边以图16所示的2ch用光模块D2为例一边对于一般的2ch以上用光模块说明其结构。
D系列的2ch用光模块D2把具有下述功能的波长选择滤波器71、72装备在基板50上,该功能是:分波功能,仅使射入光中特定波长的光透射而使其他波长的光反射;合波功能,把从反面射入并透射的特定波长的透射光与从正面射入并被反射的其他波长的反射光进行合波。在此,波长选择滤波器在2ch的情况下是把同特性的两个作为一组设定两组波长选择滤波器71、72,而更多ch的情况下则设定相应ch数的组便可。而且把这些波长选择滤波器71、72配置成从光行进方向的上游侧向下游侧顺序地使波长选择滤波器71、72的反射光射入,且各组的两个波长选择滤波器71、72是连续地配置。
当从分路口取出的信号与从插入口插入的信号是不同波长的信号时,分波用波长选择滤波器71则使用透射从分路口取出的信号波长的波长选择滤波器,而合波用波长选择滤波器72则使用透射从插入口插入的信号波长的波长选择滤波器,只要是使用不同特性的波长选择滤波器便可。
设定成各组的两个波长选择滤波器71、72中上游侧的波长选择滤波器71(A)、72(A)是分波用的,各组的下游侧的波长选择滤波器71(B)、72(B)是合波用的。在
(a)向最上游的分波用波长选择滤波器71(A)的射入光光路上、
(b)各组上游侧的分波用波长选择滤波器71(A)、72(A)的透射光光路上、
(c)向各组下游侧的合波用波长选择滤波器71(B)、72(B)背面的射入光光路上、
(d)最下游合波用波长选择滤波器72(B)的反射光光路上分别配置光纤准直器101~106。各光纤准直器101~106的结构与前面所述的完全相同,所以在此省略说明。
这些光纤准直器101~106中位于所述(b)各组上游侧的分波用波长选择滤波器71(A)、72(A)的透射光光路上的第二、第三光纤准直器102、103,位于所述(d)最下游合波用波长选择滤波器72(B)的反射光光路上的第五光纤准直器105,位于所述(a)最上游的分波用波长选择滤波器71(A)的射入光光路上的第一光纤准直器101,位于所述(c)向各组下游侧的合波用波长选择滤波器71(B)、72(B)背面的射入光光路上的第四、第五光纤准直器104、105,是被配置在设置于一块基板50的一侧和另一侧上的准直器配置面53、52上,并且隔着包含波长选择滤波器81、82的光学元件的配置空间(光学元件配置面51)而相对配置。而且是把各光纤准直器101~106配置在形成于基板50各准直器配置面52、53上的第一~第六V形槽61~66内来进行定位。
这些V形槽61~66是相互平行形成的,其中第一V形槽61与第二V形槽62是位于同一轴线上,第三V形槽63与第四V形槽64是位于同一轴线上,第五V形槽65与第六V形槽66是位于同一轴线上。在通过分别配置在位于同一轴线上的V形槽上而相互相对的光纤准直器之间的光路上配置有光路校正板81、82。
各光路校正板81、82用于校正由插入波长选择滤波器71、72而引起的光路偏移,并且配置在各组上游侧的分波用波长选择滤波器71(A)、72(A)的透射光光路上和向各组下游侧的合波用波长选择滤波器71(B)、72(B)背面的射入光的光路上。
下面以2ch用光模块D2为例说明这样构成的D系列光模块的使用情况。
把该光模块D2作为2ch用波长光合波分波装置使用时,把最上游的第一光纤准直器101作为接受来自外部输入用光传输路1001的波长多重光的输入口(In),把最下游的光纤准直器105作为向外部输出用光传输路1005输出波长多重光的输出口(Out),把其他的光纤准直器中第二光纤准直器102和第三光纤准直器103作为向分路用光传输路1002、1003取出分波光的分路口(Drop),把第四光纤准直器104和第六光纤准直器106作为把来自插入用传输路1004、1006的插入光进行射入的插入口(Add)来使用。
这样能一边发挥把从输入口(第一光纤准直器101)射入的波长多路传输信号向分路口(第二、第三光纤准直器102、103)顺次分路的波长分波功能,一边发挥把来自插入口(第四、第六光纤准直器104、106)的输入信号顺次进行合波的波长合波功能。即,能一边从各分路口(第二、第三光纤准直器102、103)把被各波长选择滤波器71(A)、71(B)选择的λ1、λ2波长的光顺次取出,一边从插入口(第四、第六光纤准直器104、106)把新的波长λ1、λ2的信号进行插入、合波,并把最终的信号从输出口(第五光纤准直器105)取出。
因此,作为准直器通过采用带空芯光纤的光纤准直器101~106而能提供低损失的多ch型光波长合波分波器。且由于是把各结构零件固定在共通的基板50上而使光在零件之间空间传递的结构,所以不使用无用的零件便可,能以所需要最小程度的体积来谋求光模块的低价格化和小型化。所有的V形槽61~66是平行形成的且相对的V形槽61、62和63、64和65、66是分别形成在同一轴线上,所以加工和组装容易。因此仅通过容易的定位组装就能在满足足够反射衰减量的同时得到低插入损失的光分波功能。
下面说明D系列光模块D1、D2的制造方法。由于1ch用光模块D1能由到2ch用光模块D2制造方法中途的工序就完成,所以作为代表仅说明2ch用光模块D2的制造方法。
<光模块D2的制造方法>
图16所示的光模块D2能如下地进行制造。
首先是准备形成有第一~第六这六条V形槽61~66的基板50。在此第一、第四、第六V形槽61、64、66是按该顺序形成在基板50一侧的准直器配置面52上,第二、第三、第五V形槽62、63、65是按该顺序形成在基板50另一侧的准直器配置面53上。这些V形槽61~66是相互平行地并列形成在同一平面上。在此第一V形槽61与第二V形槽62、第四V形槽64与第三V形槽63、第六V形槽66与第五V形槽65是分别被配置在同一轴线上。且在相同侧并列的V形槽是以等间距配置。
在准备基板50后,接下来与所述光模块A(参照图1)的情况同样地把光纤末端110和准直器透镜120分别配置在第一、第二V形槽61、62内并调整位置,制作第一、第二光纤准直器101、102。然后在第一光纤准直器101与第二光纤准直器102之间的光路上按预先设计的角度配置分波用第一波长选择滤波器71(A)。
然后在与第二V形槽62邻接第三V形槽63内配置光纤末端110和准直器透镜120,以临时组成第三光纤准直器103。而且在被分波用第一波长选择滤波器71(A)反射的反射光光轴与第三、第四V形槽63、64的轴线延长线交叉的点处配置合波用第一波长选择滤波器71(B),把从第一光纤准直器101输入而被分波用第一波长选择滤波器71(A)、合波用第一波长选择滤波器71(B)相继反射的光向第三光纤准直器103射入。
向第一光纤准直器101输入被第一波长选择滤波器71(A)、71(B)反射的波长的光,一边观察经由波长选择滤波器71(A)、71(B)而与第三光纤准直器103的光纤末端110耦合的光通量,一边决定并固定合波用第一波长选择滤波器71(B)的位置和方向以及构成第三光纤准直器103的光纤末端110与准直器透镜120的距离。
然后在合波用第一波长选择滤波器71(B)与第三光纤准直器103之间按预先设计的角度配置分波用第二波长选择滤波器72(A)。且在与第三V形槽63邻接第五V形槽65内配置光纤末端110和准直器透镜120,以临时组成第五光纤准直器105。而且在被分波用第二波长选择滤波器72(A)反射的反射光光轴与第五、第六V形槽65、66的轴线延长线交叉的点处配置合波用第二波长选择滤波器72(B),把从第一光纤准直器101输入而被分波用第一波长选择滤波器71(A)、合波用第一波长选择滤波器71(B)、分波用第二波长选择滤波器72(A)、合波用第二波长选择滤波器72(B)相继反射的光向第五光纤准直器105射入。
向第一光纤准直器101输入被第一波长选择滤波器71(A)、71(B)和第二波长选择滤波器72(A)、72(B)都反射的波长的光,一边观察被波长选择滤波器71(A)、71(B)、72(A)、72(B)顺次反射而与第三光纤准直器103的光纤末端110耦合的光通量,一边决定并固定合波用第二波长选择滤波器72(B)的位置和方向以及构成第五光纤准直器105的光纤末端110与准直器透镜120的距离。
然后在分波用第一波长选择滤波器71(A)与第二光纤准直器102之间以使与分波用第一波长选择滤波器71(A)成为对称的角度来配置校正由第一波长选择滤波器71而引起的光路偏移的光路校正板81。这时向第一光纤准直器101输入透射第一波长选择滤波器71的波长的光,通过从第二光纤准直器102的光纤末端110输出的光通量来微调整并固定光路校正板81的安装角度。
然后在分波用第二波长选择滤波器72(A)与第三光纤准直器103之间以使与分波用第二波长选择滤波器72(A)成为对称的角度来配置校正由第二波长选择滤波器72而引起的光路偏移的光路校正板82。这时向第一光纤准直器101输入被第一波长选择滤波器71反射而透射第二波长选择滤波器72的波长的光,通过从第三光纤准直器103的光纤末端110输出的光通量来微调整并固定光路校正板82的安装角度。
然后在与第一V形槽61邻接第四V形槽64内配置光纤末端110和准直器透镜120,以临时组成第四光纤准直器104。且在第四光纤准直器104与合波用第一波长选择滤波器71(B)之间以使与合波用第一波长选择滤波器71(B)成为对称的角度来配置校正由第一波长选择滤波器71而引起的光路偏移的光路校正板81,并把光纤末端110或准直器透镜120的一个固定在第四V形槽64内。
然后向第四光纤准直器104的光纤末端110输入透射第一波长选择滤波器71的波长的光,一边观察与第三光纤准直器103的光纤末端110耦合的光通量一边微调整第四光纤准直器104的光纤末端110与准直器透镜120的距离以及光路校正板81的角度,并把它们固定。
然后在与第四V形槽64邻接第六V形槽66内配置光纤末端110和准直器透镜120,以临时组成第六光纤准直器106。且在第六光纤准直器106与合波用第二波长选择滤波器72(B)之间以使与合波用第二波长选择滤波器72(B)成为对称的角度来配置与第二波长选择滤波器72同特性的光路校正板82,并把光纤末端110或准直器透镜120的一个固定在第六V形槽66内。
然后向第六光纤准直器106的光纤末端110输入透射第二波长选择滤波器72的波长的光,一边观察与第五光纤准直器105的光纤末端110耦合的光通量一边微调整第六光纤准直器106的光纤末端110与准直器透镜120的距离以及光路校正板82的角度,并把它们固定。
如上把所有的部件进行定位、固定,就能制作小型低损失且能容易组装的具有光合波分波功能的光模块D2。这时,光学元件即波长选择滤波器71、72和光路校正板81、82的位置与角度的调整由于所有的V形槽61~66是在同一平面内且V形槽61~66上的准直器光的光轴全部不出该平面,所以仅通过平面的光轴调整就能容易得到低损失的光耦合。
上面叙述了2ch用光模块D2的制造情况,但在进行更多波道化时仅反复以上的工序便可。
所述实施例的所有部件尺寸和规格并不限定于是上述的,组装方法也不限定于是上述的。
上述中表示了把波长选择滤波器以具有其他功能的滤波器置换的情况,但也可以在上述所有的实施例中是使用一个波长选择滤波器时则在其前后的任一侧或两侧,是使用多个波长选择滤波器时则在最上游波长选择滤波器之前或最下游波长选择滤波器的后面的任一侧或两侧处配置增益等价滤波器或用于仅把射入光光通量的一部分取出来的滤波器,来付与各个功能。
如上所说明,根据本发明通过把直进性非常高的光纤准直器按照共通基板的导向(定位槽)固定则能大幅度削减占据了以前光无源模块价格大部分的光学校直,能实现低价格化。且由于是使光在零件之间空间传递的结构,所以不使用无用的零件便可,能以所需要最小程度的体积来谋求光模块的小型化和低损失化。

Claims (24)

1、一种光模块,其特征在于,第一、第二的两组光纤准直器位于在同一轴线上地相对配置在形成于一个基板上的第一、第二定位槽内,并且在这些光纤准直器的相对面之间配置具有滤波器功能的光学元件,
所述第一、第二的两组光纤准直器,其将具有中心部芯线及其外周部包层的光纤的端面与具有与所述芯线大致相同且均匀的折射率的材料构成的空芯光纤的一个端面接合,并且插入套箍内粘接固定,在所述光纤的光轴上在所述空芯光纤的另一个端面上配置从所述空芯光纤离开且透镜偏心在1μm以下的准直器透镜,以使所述准直器透镜与所述套箍的外径差在2μm以下。
2、如权利要求1所述的光模块,其特征在于,
所述光纤准直器通过把端面上接合有空芯光纤的所述光纤末端与所述准直器透镜配置在所述定位槽内而构成。
3、如权利要求1所述的光模块,其特征在于,
所述光纤准直器通过把端面上接合有空芯光纤的所述光纤末端与所述准直器透镜配置在玻璃管内而作为单体光学零件来构成,作为该单体光学零件而构成的光纤准直器的所述玻璃管被配置在所述定位槽内。
4、如权利要求1~3任一项所述的光模块,其特征在于,
作为具有所述滤波器功能的光学元件设置了波长选择滤波器,而且在该波长选择滤波器与所述第二光纤准直器之间设置了光路校正板,
所述波长选择滤波器具有:分波功能,其仅把从所述第一光纤准直器射入的波长多重光中特定波长频带的光向所述第二光纤准直器透射而把其他波长的光进行反射;合波功能,其把从所述第二光纤准直器射入单面并透射的特定波长的透射光与从其他面射入并反射的其他波长的反射光向第一光纤准直器进行合波。
5、如权利要求4所述的光模块,其特征在于,
在从所述第一光纤准直器射入并被所述波长选择滤波器反射的反射光行进路上配置了具有与所述第一、第二光纤准直器相同结构的第三光纤准直器,把该第三光纤准直器配置在所述基板上与所述第一、第二定位槽形成在同一平面上的第三定位槽内并进行定位。
6、如权利要求5所述的光模块,其特征在于,
把所述第三定位槽形成为与所述第一、第二定位槽平行,在配置在该第三定位槽内的所述第三光纤准直器与所述波长选择滤波器之间配置有光路校正部,其以在所述第一光纤准直器与第三光纤准直器之间把由所述波长选择滤波器产生的反射光相互耦合。
7、如权利要求5或6所述的光模块,其特征在于,
把所述第一光纤准直器作为输入用光准直器进行利用,其把从外部输入用光传输路传输来的波长多重光作为对于所述波长选择滤波器的输入光而进行射入,把所述第二光纤准直器作为分路用光准直器进行利用,其用于把向所述波长选择滤波器射入并透射的特定波长频带的光向外部取出,把所述第三光纤准直器作为输出光用准直器进行利用,其用于把向所述波长选择滤波器射入并被反射的特定波长频带以外的光向外部输出用光传输路送出,由此来构成把波长多重光进行分波的光波长分波装置。
8、如权利要求5或6所述的光模块,其特征在于,
把所述第三光纤准直器作为输入用光准直器进行利用,其把从外部输入用光传输路传输来的所述特定波长以外的光作为对于所述波长选择滤波器正面的输入光而进行射入,把所述第二光纤准直器作为插入用光准直器进行利用,其把特定波长频带的光作为对于所述波长选择滤波器反面的插入光进行射入,把所述第一光纤准直器作为输出光用光准直器进行利用,其把被所述波长选择滤波器反射的输入光和透射的插入光的合波光向外部输出用光传输路传输,由此来构成光波长合波装置。
9、如权利要求1~3任一项所述的光模块,其特征在于,
作为具有所述滤波器功能的光学元件设置了仅把从所述第一光纤准直器射入的波长多重光中特定波长频带的光向所述第二光纤准直器透射而把其他波长的光进行反射的分波用波长选择滤波器,而且在该波长选择滤波器与所述第二光纤准直器之间设置了光路校正板,
在从所述第一光纤准直器射入并被所述分波用波长选择滤波器反射的反射光行进路上,配置合波用波长选择滤波器而把来自分波用波长选择滤波器的反射光进而用自身的正面反射的同时把从自身背面射入并透射的透射光在所述正面合波到反射光中,
在从所述第一光纤准直器射入并被所述分波用波长选择滤波器反射且进而被所述合波用波长选择滤波器正面反射的反射光行进路上,配置具有与所述第一、第二光纤准直器相同结构的第三光纤准直器,
而且在所述合波用波长选择滤波器的反面侧配置具有与所述第一、第二光纤准直器相同结构的第四光纤准直器,其向该合波用波长选择滤波器的反面射入能透射的波长频带的光,
把所述第三、第四光纤准直器分别配置在所述基板上与所述第一、第二定位槽形成在同一平面上的第三、第四定位槽内并进行定位。
10、如权利要求9所述的光模块,其特征在于,
把所述第三、第四定位槽形成为位于同一轴线上,把所述第三、第四光纤准直器隔着所述合波用波长选择滤波器相对地分别配置在第三、第四定位槽内而进行定位,且在所述第四光纤准直器与合波用波长选择滤波器之间配置光路校正板。
11、如权利要求9所述的光模块,其特征在于,
把所述分波用波长选择滤波器和合波用波长选择滤波器设定成是仅透射同一波长光的相同特性的波长选择滤波器。
12、如权利要求11所述的光模块,其特征在于,
把所述第三、第四定位槽形成为位于同一轴线上,把所述第三、第四光纤准直器隔着所述合波用波长选择滤波器相对地分别配置在第三、第四定位槽内而进行定位,且在所述第四光纤准直器与合波用波长选择滤波器之间配置光路校正板。
13、如权利要求10或12所述的光模块,其特征在于,
把所述第一、第二定位槽与所述第三、第四定位槽形成为相互平行,把所述第一定位槽和第四定位槽配置在所述基板的一侧,并且把所述第二定位槽和第三定位槽配置在所述基板的另一侧,在基板的一侧与另一侧之间设置所述波长选择滤波器的配置空间。
14、如权利要求1~3任一项所述的光模块,其特征在于,
作为具有所述滤波器功能的光学元件,
在射入光的强度对于波长是不均匀的情况下,使用的是校正光强度而使该强度平坦化的增益等化的滤波器。
15、如权利要求1~3任一项所述的光模块,其特征在于,
作为具有所述滤波器功能的光学元件,
使用的是用于仅把射入光的光通量一部分取出来的滤波器。
16、一种光模块,其特征在于,
使特定波长不同而配置多个具有下述功能的波长选择滤波器,该功能是:分波功能,其仅使射入光中特定波长的光透射而使其他波长的光反射;合波功能,其把从单面射入并透射的特定波长的透射光与从其他面射入并被反射的其他波长的反射光进行合波,
而且把所述多个波长选择滤波器配置成从光行进方向的上游侧向下游侧顺序地使滤波器的反射光射入,
在向最上游波长选择滤波器的射入光的光路上、各波长选择滤波器透射光的光路上和最下游波长选择滤波器反射光的光路上分别配置准直器,
作为这些准直器是使用如下结构的光纤准直器,其将具有中心部芯线及其外周部包层的光纤的端面与具有与所述芯线大致相同且均匀的折射率的材料构成的空芯光纤的一个端面接合,并且插入套箍内粘接固定,在所述光纤的光轴上在所述空芯光纤的另一个端面侧配置从所述空芯光纤离开且透镜偏心在1μm以下的准直器透镜,以使所述准直器透镜与所述套箍的外径差在2μm以下,
把这些光纤准直器按照光合波分波的顺序在一块基板的一侧与另一侧交替地、且是隔着包含所述波长选择滤波器的光学元件配置空间而相对配置,而且把各光纤准直器配置在形成于所述基板上同一面内的定位槽内来进行定位,
把所述基板一侧和另一侧上通过波长选择滤波器而处于相对关系的光纤准直器的至少一组配置在形成于同一轴线上的定位槽上,而且在两个光纤准直器之间的光路上配置光路校正板。
17、如权利要求16所述的光模块,其特征在于,
把所有的所述定位槽相互平行地形成,通过平行形成而在产生光路校正的部位处加入光路校正部。
18、如权利要求16或17所述的光模块,其特征在于,
把作为分波器使用时的光行进方向上最上游的光纤准直器作为输入用光准直器进行利用,其把从外部输入用光传输路传输来的波长多重光作为对于最上游波长选择滤波器的输入光而进行射入,把最下游的光纤准直器作为输出用准直器进行利用,其用于把被最下游波长选择滤波器反射的光向外部输出用光传输路送出,把这些以外的光纤准直器作为分路用光准直器进行利用,其用于把被各波长选择滤波器透射的光向外部取出,由此来构成把波长多重光进行多段分波的光波长分波装置。
19、如权利要求16或17所述的光模块,其特征在于,
把作为合波器使用时的光行进方向最上游的光纤准直器作为输入用光准直器进行利用,其把从外部输入用光传输路传输来的光作为对于最上游波长选择滤波器正面的输入光而进行射入,把最下游的光纤准直器作为输出用光准直器进行利用,其把被最下游波长选择滤波器反射的反射光和透射的插入光的合波光向外部输出用光传输路传输,把这些以外的光纤准直器作为插入用光准直器进行利用,其把各滤波器的特定波长频带的插入光向各波长选择滤波器的反面射入,由此来构成光波长合波装置。
20、一种光模块,其特征在于,
具有下述功能的波长选择滤波器以两个作为一组且对于各组使特定波长不同而在基板上装备多组,该功能是:分波功能,仅使射入光中特定波长的光透射而使其他波长的光反射;合波功能,把从反面射入并透射的所述特定波长的透射光与从正面射入并被反射的其他波长的反射光进行合波,
而且把所述波长选择滤波器配置成从光行进方向的上游侧向下游侧顺序地使波长选择滤波器的反射光射入,且各组的两个波长选择滤波器是连续地配置,
设定成各组的两个波长选择滤波器中上游侧的波长选择滤波器是分波用的,各组的下游侧的波长选择滤波器是合波用的,在
(a)向最上游的分波用波长选择滤波器的射入光光路上、
(b)各组上游侧的分波用波长选择滤波器的透射光光路上、
(c)向各组下游侧的合波用波长选择滤波器背面的射入光光路上、
(d)最下游合波用波长选择滤波器的反射光光路上
分别配置准直器,
作为这些各准直器是使用如下结构的光纤准直器,其将具有中心部芯线及其外周部包层的光纤的端面与具有与所述芯线大致相同且均匀的折射率的材料构成的空芯光纤的一个端面接合,并且插入套箍内粘接固定,在所述光纤的光轴上在所述空芯光纤的另一个端面侧配置从所述空芯光纤离开且透镜偏心在1μm以下的准直器透镜,以使所述准直器透镜与套箍的外径差在2μm以下,
把这些光纤准直器中位于所述(b)各组上游侧的分波用波长选择滤波器的透射光光路上的光纤准直器和位于所述(d)最下游合波用波长选择滤波器的反射光光路上的光纤准直器,在一块基板的一侧和另一侧、隔着包含所述波长选择滤波器的光学元件的配置空间而相对配置,而且把各光纤准直器配置在形成于所述基板上同一面内的定位槽内来进行定位,并且把位于所述(a)最上游的分波用波长选择滤波器的射入光光路上的光纤准直器和位于所述(c)向各组下游侧的合波用波长选择滤波器背面的射入光光路上的光纤准直器,在一块基板的一侧和另一侧、隔着包含所述波长选择滤波器的光学元件的配置空间而相对配置,而且把各光纤准直器配置在形成于所述基板上同一面内的定位槽内来进行定位,
把所述基板一侧和另一侧上通过波长选择滤波器而处于相对关系的光纤准直器的至少一组配置在形成于同一轴线上的所述定位槽上,而且在两个光纤准直器之间的光路上配置光路校正板。
21、如权利要求20所述的光模块,其特征在于,
把所述各组分波用波长选择滤波器和合波用波长选择滤波器设定为仅透射同一波长光的相同特性的波长选择滤波器。
22、如权利要求20或21所述的光模块,其特征在于,
把所有的所述定位槽相互平行地形成,通过平行形成而在产生光路校正的部位处加入光路校正部。
23、一种光波长合波分波装置,其特征在于,把权利要求7所述的作为光波长分波装置而构成的光模块和权利要求8所述的作为光波长合波装置而构成的光模块作为一对来组合。
24、一种光波长合波分波装置,其特征在于,把权利要求18所述的作为光波长分波装置而构成的光模块和权利要求19所述的作为光波长合波装置而构成的光模块作为一对来组合。
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