CN112912779B - 光模块 - Google Patents

光模块 Download PDF

Info

Publication number
CN112912779B
CN112912779B CN202080005819.0A CN202080005819A CN112912779B CN 112912779 B CN112912779 B CN 112912779B CN 202080005819 A CN202080005819 A CN 202080005819A CN 112912779 B CN112912779 B CN 112912779B
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
optical
lens
introduction port
axis direction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202080005819.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112912779A (zh
Inventor
金丸圣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Device Innovations Inc
Original Assignee
Sumitomo Electric Device Innovations Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Device Innovations Inc filed Critical Sumitomo Electric Device Innovations Inc
Publication of CN112912779A publication Critical patent/CN112912779A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112912779B publication Critical patent/CN112912779B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • G02B6/4213—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical elements being polarisation selective optical elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/14—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use with infrared or ultraviolet radiation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • G02B6/4214—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical element having redirecting reflective means, e.g. mirrors, prisms for deflecting the radiation from horizontal to down- or upward direction toward a device
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2/00—Demodulating light; Transferring the modulation of modulated light; Frequency-changing of light
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/60—Receivers
    • H04B10/61—Coherent receivers
    • H04B10/614—Coherent receivers comprising one or more polarization beam splitters, e.g. polarization multiplexed [PolMux] X-PSK coherent receivers, polarization diversity heterodyne coherent receivers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/60—Receivers
    • H04B10/61—Coherent receivers
    • H04B10/615—Arrangements affecting the optical part of the receiver
    • H04B10/6151—Arrangements affecting the optical part of the receiver comprising a polarization controller at the receiver's input stage
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • G02B6/4206—Optical features
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4246—Bidirectionally operating package structures

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

光模块具备：第一光分支元件，将包含各自的偏光方向互相正交的第一偏光成分及第二偏光成分的信号光分支成所述第一偏光成分和所述第二偏光成分；第一元件，具有第一导入口，从所述第一导入口输入所述第一偏光成分；第二元件，具有第二导入口，从所述第二导入口输入所述第二偏光成分；第一聚光部，配置于所述第一光分支元件与所述第一导入口之间，朝向所述第一导入口会聚所述第一偏光成分；及第二聚光部，配置于所述第一光分支元件与所述第二导入口之间，朝向所述第二导入口会聚所述第二偏光成分。从所述第一光分支元件到所述第一聚光部为止的所述第一偏光成分的光路长度比从所述第一光分支元件到所述第二聚光部为止的所述第二偏光成分的光路长度长，所述第二聚光部的光轴方向的平均折射率比所述第一聚光部的光轴方向的平均折射率大。

Description

光模块
技术领域
本公开涉及光模块。
本申请主张基于2019年7月2日申请的日本申请第2019-123800号的优先权，援引所述日本申请所记载的全部记载内容。
背景技术
专利文献1公开相干光波通信用的光接收机。该光接收机具备将信号光偏光分离的偏光分束器、将本振光分支的分支单元、形成于同一波导基板上的第一光方向性耦合器及第二光方向性耦合器、分别接收来自第一光方向性耦合器的各输出端的光的第一受光元件及第二受光元件以及分别接收来自第二光方向性耦合器的各输出端的光的第三受光元件及第四受光元件。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平5-15809号公报
发明内容
本公开的一实施方式的光模块具备：第一光分支元件，将包含各自的偏光方向互相正交的第一偏光成分及第二偏光成分的信号光分支成第一偏光成分和第二偏光成分；第一元件，具有第一导入口，从第一导入口输入第一偏光成分；第二元件，具有第二导入口，从第二导入口输入第二偏光成分；第一聚光部，配置于第一光分支元件与第一导入口之间，朝向第一导入口会聚第一偏光成分；及第二聚光部，配置于第一光分支元件与第二导入口之间，朝向第二导入口会聚第二偏光成分，从第一光分支元件到第一聚光部为止的第一偏光成分的光路长度比从第一光分支元件到第二聚光部为止的第二偏光成分的光路长度长，第二聚光部的光轴方向的平均折射率比第一聚光部的光轴方向的平均折射率大。
本公开的别的实施方式的光模块具备：光分支元件，将信号光分支成第一光成分和第二光成分；第一聚光部，将第一光成分向第一导入口会聚；及第二聚光部，将第二光成分向第二导入口会聚，从光分支元件到第一聚光部为止的第一光成分的光路长度比从光分支元件到第二聚光部为止的第二光成分的光路长度长，第二聚光部的光轴方向的平均折射率比第一聚光部的光轴方向的平均折射率大。
附图说明
图1是示出作为本公开的一实施方式的光模块的相干接收器的内部结构的立体图。
图2是图1所示的相干接收器的俯视图。
图3是概略地示出相干接收器的内部的各光学部件的连接关系的俯视图。
图4A是图2所示的透镜的俯视图。
图4B是图2所示的别的透镜的俯视图。
图5是图2所示的各透镜及基体的剖视图。
图6是实测了由图4A所示的透镜会聚的光的位置与照度的关系的坐标图。
图7是实测了由图4B所示的透镜会聚的光的位置与照度的关系的坐标图。
图8A是用于说明图4A所示的透镜的应力分布状态的图。
图8B是用于将图4A所示的透镜的应力分布状态与图8A对比而说明的图。
图8C是用于将图4A所示的透镜的应力分布状态与图8A及图8B对比而说明的图。
图9A是用于说明图4B所示的透镜的应力分布状态的图。
图9B是用于将图4B所示的透镜的应力分布状态与图9A对比而说明的图。
图9C是用于将图4B所示的透镜的应力分布状态与图9A及图9B对比而说明的图。
图10是变形例的透镜的俯视图。
图11是概略地示出变形例的相干接收器的俯视图。
图12是将图10的一部分放大而示出的立体图。
图13A是概略地示出比较例的相干接收器的俯视图。
图13B是概略地示出别的比较例的相干接收器的俯视图。
具体实施方式
[本公开所要解决的课题]
如上述的专利文献1所记载的光接收机那样，在相干光波通信中，信号光被分支成不同的偏光成分，多个偏光成分由各受光元件分别接收。分支后的多个偏光成分以使各自的相位互相一致的方式被调整。这是为了由各受光元件正确地变换为电信号。因而，对于例如光模块之类的器件，有时使用在从信号光的分支后到各受光元件为止之间用于补偿(修正)各光学长度的调整部件。另一方面，在这样的光模块中，期望搭载的光学部件的件数的削减。
[本公开的效果]
根据本公开的一实施方式的光模块，能够补偿分支后的各偏光成分的光学长度差并削减部件件数。
[本公开的实施方式的说明]
首先，列举本公开的实施方式的内容并说明。一实施方式的光模块具备：第一光分支元件，将包含各自的偏光方向互相正交的第一偏光成分及第二偏光成分的信号光分支成第一偏光成分和第二偏光成分；第一元件，具有第一导入口，从第一导入口输入第一偏光成分；第二元件，具有第二导入口，从第二导入口输入第二偏光成分；第一聚光部，配置于第一光分支元件与第一导入口之间，朝向第一导入口会聚第一偏光成分；及第二聚光部，配置于第一光分支元件与第二导入口之间，朝向第二导入口会聚第二偏光成分，从第一光分支元件到第一聚光部为止的第一偏光成分的光路长度比从第一光分支元件到第二聚光部为止的第二偏光成分的光路长度长，第二聚光部的光轴方向的平均折射率比第一聚光部的光轴方向的平均折射率大。
在上述的光模块中，从由第一光分支元件分支起到到达第一聚光部为止的第一偏光成分的光路长度比从由第一光分支元件分支起到到达第二聚光部为止的第二偏光成分的光路长度长。即，在第一偏光成分与第二偏光成分之间产生了光路长度差。另一方面，第二聚光部的光轴方向的平均折射率比第一聚光部的光轴方向的平均折射率大。由此，通过第一偏光成分通过第一聚光部且第二偏光成分通过第二聚光部，第一偏光成分与第二偏光成分之间的光学长度实质上相同。因而，能够将向第一元件输入的第一偏光成分与向第二元件输入的第二偏光成分之间的光学长度差利用第一聚光部及第二聚光部来补偿。因此，能够省略用于补偿该光学长度差的调整部件，能够削减部件件数。
在上述的光模块中，可以是，第一元件及第二元件是90度光混频集成型的受光元件，第一元件具有第三导入口，从第三导入口输入第一本振光，第二元件具有第四导入口，从第四导入口输入第二本振光，光模块还具备：信号光输入端口，输入信号光；本振光输入端口，输入本振光；第二光分支元件，将本振光分支成第一本振光和第二本振光；第三聚光部，配置于第二光分支元件与第三导入口之间，朝向第三导入口会聚第一本振光；及第四聚光部，配置于第二光分支元件与第四导入口之间，朝向第四导入口会聚第二本振光，从第二光分支元件到第四聚光部为止的第二本振光的光路长度比从第二光分支元件到第三聚光部为止的第一本振光的光路长度长，第三聚光部的光轴方向的平均折射率比第四聚光部的光轴方向的平均折射率大。在该情况下，能够利用第三聚光部及第四聚光部来补偿第一本振光与第二本振光之间的光学长度差。因此，也能够省略用于补偿该光学长度差的调整部件，能够进一步削减部件件数。
在上述的光模块中，可以是，第二聚光部的光轴方向的平均折射率为第一聚光部的光轴方向的平均折射率的1.2倍以上且2.6倍以下。可以是，第一聚光部由一个或多个第一透镜构成，该第一透镜由玻璃、水晶、氟化钙及氟化镁的任一者构成，第二聚光部包含至少一个第二透镜，该第二透镜由硅、硒化锌及蓝宝石的任一者构成。在该情况下，容易构成能够补偿光学长度差的第一聚光部及第二聚光部。
可以是，上述的光模块还具备设置有第一聚光部及第二聚光部的设置部，第一聚光部由一个或多个第一透镜构成，该第一透镜由具有第一线膨胀系数的材料构成，第二聚光部包含至少一个第二透镜，该第二透镜由具有与所述第一线膨胀系数不同的第二线膨胀系数的材料构成，设置部包含：第一设置部，设置有第一透镜，由具有第三线膨胀系数的材料构成；及第二设置部，设置有第二透镜，由具有与第三线膨胀系数不同的第四线膨胀系数的材料构成，第三线膨胀系数与第一线膨胀系数之差的绝对值比第四线膨胀系数与第一线膨胀系数之差的绝对值小，第四线膨胀系数与第二线膨胀系数之差的绝对值比第三线膨胀系数与第二线膨胀系数之差的绝对值小。在该情况下，即使因热的影响等而各构件膨胀，也能够抑制可靠性的下降。
在上述的光模块中，可以是，设置有第一透镜的设置部的材料是氧化铝，设置有第二透镜的设置部的材料是氮化铝或莫来石。例如，可以是，第一透镜的材料是玻璃，第二透镜的材料是硅，第一设置部的材料是氧化铝，第二设置部的材料是氮化铝或莫来石。氧化铝具有与玻璃的线膨胀系数相近的线膨胀系数，氮化铝及莫来石具有与硅的线膨胀系数相近的线膨胀系数。因此，根据该结构，在因热的影响等而各构件膨胀时，能够充分抑制可靠性的下降。
在上述的光模块中，可以是，第二聚光部的光轴方向的厚度比第一聚光部的光轴方向的厚度厚。在上述的光模块中，可以是，还具备反射由第一光分支元件分支后的第一偏光成分的第一反射元件，由第一光分支元件分支后的第一偏光成分经由第一反射元件而由第一聚光部会聚，第二偏光成分直接从第一光分支元件的输出侧由第二聚光部会聚。在上述的光模块中，可以是，从第一光分支元件到第一导入口为止的光学长度与从第一光分支元件到第二导入口为止的光学长度实质上相同。在上述的光模块中，可以是，第四聚光部的光轴方向的厚度比第三聚光部的光轴方向的厚度厚。可以是，上述的光模块还具备反射由第二光分支元件分支后的第二本振光的第二反射元件，由第二光分支元件分支后的第二本振光经由第二反射元件而由第四聚光部会聚，第一本振光直接从第二光分支元件的输出侧由第三聚光部会聚。在上述的光模块中，可以是，从第二光分支元件到第三导入口为止的光学长度与从第二光分支元件到第四导入口为止的光学长度实质上相同。
别的实施方式的光模块具备：光分支元件，将信号光分支成第一光成分和第二光成分；第一聚光部，将第一光成分向第一导入口会聚；及第二聚光部，将第二光成分向第二导入口会聚，从光分支元件到第一聚光部为止的第一光成分的光路长度比从光分支元件到第二聚光部为止的第二光成分的光路长度长，第二聚光部的光轴方向的平均折射率比第一聚光部的光轴方向的平均折射率大。
在上述的光模块中，可以是，从由光分支元件分支起到到达第一聚光部为止的第一光成分的光路长度比从由光分支元件分支起到到达第二聚光部为止的第二光成分的光路长度长。即，在第一光成分与第二光成分之间产生了光路长度差。另一方面，第二聚光部的光轴方向的平均折射率比第一聚光部的光轴方向的平均折射率大。由此，通过第一光成分通过第一聚光部且第二光成分通过第二聚光部，第一光成分与第二光成分之间的光学长度实质上相同。因而，能够将向第一元件输入的第一光成分与向第二元件输入的第二光成分之间的光学长度差利用第一聚光部及第二聚光部来补偿。因此，能够省略用于补偿该光学长度差的调整部件，能够削减部件件数。
在上述的光模块中，可以是，第二聚光部的光轴方向的厚度比第一聚光部的光轴方向的厚度厚。可以是，上述的光模块还具备反射由光分支元件分支后的第一光成分的反射元件，由光分支元件分支后的第一光成分经由反射元件而由第一聚光部会聚，第二光成分直接从光分支元件的输出侧由第二聚光部会聚，在上述的光模块中，可以是，从光分支元件到第一导入口为止的光学长度比与从光分支元件到第二导入口为止的光学长度实质上相同。
[本公开的实施方式的详情]
以下，参照附图来说明本公开的实施方式的光模块的具体例。本公开不限定于这些例示，由请求保护的范围表示，意在包含与请求保护的范围均等的含义及范围内的所有变更。在以下的说明中，对同一要素或具有同一功能的要素标注同一标号，有时省略重复的说明。
图1是示出作为本公开的一实施方式的光模块的相干接收器1的内部结构的立体图。图2是图1所示的相干接收器的俯视图。相干接收器1是使本振光(Local Beam：本振光)和信号光(Signal Beam：信号光)干涉而对相位调制后的信号光中包含的信息进行解调的装置。解调后的信息被变换为电信号并向相干接收器1的外部输出。相干接收器1具备相对于本振光、信号光的各自的光学系统、包含90度光混频集成型的受光元件的两个多模干涉器(Multi-Mode Interference：MMI)40、50及收容这些光学系统和MMI40、50的壳体2。
MMI40是本实施方式中的第一元件的一例。MMI50是本实施方式中的第二元件的一例。两个MMI40、50是半导体MMI，例如是InP制。MMI40具有第一多模干涉部，具有本振光导入口41(第三导入口)及信号光导入口42(第一导入口)。MMI40通过使输入到本振光导入口41的本振光和输入到信号光导入口42的信号光干涉来对信号光的相位信息进行解调。同样，MMI50具有第二多模干涉部，具有本振光导入口51(第四导入口)及信号光导入口52(第二导入口)。MMI50通过使输入到本振光导入口51的本振光和输入到信号光导入口52的信号光干涉来对信号光的相位信息进行解调。在本实施方式中，两个MMI40、50互相独立地设置，但它们也可以集成化为一体。
壳体2具有前壁2a。在以下的说明中，将前壁2a侧称作前方，将相反侧称作后方。不过，这些前方/后方只不过是用于说明，并不限制本发明的范围。在前壁2a例如通过激光焊接而固定有本振光输入端口5及信号光输入端口6。对本振光输入端口5经由偏波保持光纤35而提供本振光L0，对信号光输入端口6经由单模光纤36而提供信号光N0。
本振光输入端口5及信号光输入端口6分别具有准直透镜。本振光输入端口5将从偏波保持光纤35出射后的本振光L0(在从偏波保持光纤35出射后的状态下是发散光)变更为准直光并向壳体2内引导。本振光输入端口6将从单模光纤36出射后的信号光N0(在从单模光纤36出射后的状态下是发散光)变更为准直光并向壳体2内引导。
图3是概略地示出相干接收器1的内部的各光学部件的连接关系的俯视图。信号光用光学系统包含偏光分束器(Polarization Beam Splitter：PBS)21(第一光分支元件；光分支元件)、反射器22(第一反射元件)、透镜组23(第二聚光部)、透镜组24(第一聚光部)及半波长(λ/2)板25。在本实施方式中，信号光用光学系统不具备用于补偿光学长度之差的畸变调整元件。
PBS21向信号光输入端口6光耦合，将从单模光纤36经由信号光输入端口6而提供的信号光N0分支。分支比例如是50：50。单模光纤36提供的信号光N0包含作为偏光方向互相正交的两个偏光成分的第一偏光成分及第二偏光成分。第一偏光成分是第一光成分的一例，第二偏光成分是第二光成分的一例。PBS21将信号光N0的两个偏光成分相互分离。第一偏光成分例如是信号光N0中的与底面2c垂直的偏光成分。第二偏光成分例如是信号光N0中的与壳体2的底面2c平行的偏光成分。PBS21将第二偏光成分透过而设为信号光N1，将第一偏光成分反射而设为信号光N2。
透过了PBS21的信号光N1直行而朝向MMI50。然后，信号光N1经由透镜组23而向MMI50的信号光导入口52光耦合。由PBS21反射后的信号光N2在通过λ/2板25的期间其偏光方向旋转90°。刚分支后的信号光N1、N2的偏光互相正交。通过使信号光N2通过λ/2板25，信号光N2的偏光方向旋转90°，与信号光N1成为同样。然后，信号光N2由反射器22将其光轴变换90°，经由透镜组24而向MMI40的信号光导入口42光耦合。
透镜组23在PBS21与MMI50之间配置于信号光N1的光路上。透镜组23将由PBS21分支后的信号光N1朝向MMI50的信号光导入口52会聚。透镜组24配置于PBS21与信号光导入口42之间。具体而言，透镜组24在反射器22与MMI40之间配置于信号光N2的光路上。透镜组24将由PBS21分支并在反射器22处反射后的信号光N2朝向MMI40的信号光导入口42会聚。由PBS21分支后的信号光N2经由反射器22而由透镜组24会聚，信号光N1直接从PBS21的输出侧由透镜组23会聚。从由PBS21分支起到到达透镜组24为止的信号光N2的光路长度比从由PBS21分支起到到达透镜组23为止的信号光N1的光路长度长。也就是说，从PBS21到反射器22为止的信号光N2的光路长度和从反射器22到透镜组23为止的信号光N2的光路长度的总和比从PBS21到透镜组23为止的信号光N1的光路长度长。信号光N1、N2的光路长度差相当于从PBS21到反射器22的光路长度的量，例如是2mm。在此，光路长度表示距离。例如，从由PBS21分支起到到达透镜组24为止的信号光N2的光路长度表示从由PBS21分支起到到达透镜组24为止的距离(长度)。
透镜组23具有相对地接近MMI50而配置的透镜23a和相对地离开MMI50而配置的透镜23b。透镜组24具有相对地接近MMI40而配置的透镜24a和相对地离开MMI40而配置的透镜24b。这样，通过将透镜23a、24a和透镜23b、24b组合而设为聚光透镜，能够提高信号光N1、N2相对于MMI50、40的小的信号光导入口52、42的光耦合效率。
透镜组23、24补偿两个信号光N1、N2的从PBS21到各信号光导入口52、42的光学长度之差。具体而言，透镜组23、24补偿从分支起到到达透镜组23、24为止产生的信号光N1、N2的光学长度差(换言之，直到到达各信号光导入口52、42为止的信号光N1、N2的时间差)。为此，透镜组23的光轴方向的折射率比透镜组24的光轴方向的平均折射率大。例如，透镜组23的光轴方向的平均折射率可以为透镜组24的光轴方向的平均折射率的1.2倍以上且2.6倍以下。透镜组23的光轴方向的厚度比透镜组24的光轴方向的厚度厚。
透镜24a是本实施方式中的第一透镜的一例。透镜23a是本实施方式中的第二透镜的一例。透镜23a的折射率比透镜24a的折射率大。透镜24a的材料是玻璃(SiO2)，透镜24a的折射率为1.5以上且1.8以下。透镜23a的材料是硅(Si)，透镜23a的折射率是3.5。不过，透镜23a的材料只要是具有比透镜24a的材料大的折射率的材料即可，也可以是硒化锌、蓝宝石等。透镜24a的材料也可以是水晶、氟化钙、氟化镁等。在本实施方式中，透镜23b、24b的材料与透镜24a的材料相同(例如是玻璃)，透镜23b、24b具有与透镜24a的折射率相同的折射率。在透镜组23中，也可以是，透镜23a的材料是玻璃，透镜23b的材料是硅。
如图4A及图4B所示，透镜24a的光轴方向的厚度D1比透镜23a的光轴方向的厚度D2小。由此，从PBS21到信号光导入口42、52的各自为止的光学长度(光前进的距离)实质上相同。作为一例，厚度D1是0.78mm，厚度D2是0.96mm。光学长度是光前进的距离，由“折射率×(物理的)长度”表示。在本实施方式中，从PBS21到透镜23a、24a的各自为止的光路长度不同，因此从PBS21到透镜23a、24a的各自为止的光学长度不同。于是，使用透镜24a、23a，补偿从PBS21到信号光导入口42、52的各自为止的光学长度(使光学长度相同)。
透镜23a、24a的通过光轴的截面的形状互相不同。在本实施方式中，透镜24a的入射侧的面是半径R11的球面，透镜23a的入射侧的面是比半径R11大的半径R21的球面。透镜24a的出射侧的面是半径R12的球面，透镜23a的出射侧的面是比半径R12小的半径R22的球面。在本实施方式中，以使相对于信号光导入口52、42的信号光N1、N2的光耦合效率成为相同程度的方式分别设定半径R11、R12、R21、R22。作为一例，半径R11是0.565mm，半径R21是0.596mm。半径R12是0.404mm，半径R22是0.401mm。不过，透镜23a、24a的与光轴方向正交的面的形状也可以相同。
本振光用光学系统将从本振光输入端口5提供的本振光向MMI40、50的本振光导入口41、51引导。本振光用光学系统包含偏光器(polarizer)11、光分波器(Beam Splitter：BS)12(第二光分支元件)、反射器13(第二反射元件)、透镜组14(第三聚光部)及透镜组15(第四聚光部)。在本实施方式中，本振光用光学系统不具备用于补偿光学长度之差的畸变调整元件。
偏光器11向本振光输入端口5光耦合，调整从本振光输入端口5提供的本振光L0的偏波方向。本振光L0的光源输出极其扁平的椭圆偏光。即使本振光L0的光源输出了直线偏光，通过插入于从光源到该相干接收器1的光路径的光部件的安装精度等，从本振光输入端口5输入的本振光L0也并不具有沿着期望的方向的直线偏光。偏光器11将从本振光输入端口5输入的本振光L0变换为具有期望的偏光方向(例如与壳体2的底面2c平行的方向)的直线偏光。
BS12将从偏光器11输出的本振光L0两分支成本振光L1(第一本振光)和本振光L2(第二本振光)。分支比是50：50。分支后的一方的本振光L1在BS12中直行而朝向MMI40。然后，本振光L1经由透镜组14而向MMI40的本振光导入口41光耦合。另一方的本振光L2由BS12将其光轴变换90°，进一步由反射器13再次将其光轴变换90°而朝向MMI50。并且，本振光L2经由透镜组15而向MMI50的本振光导入口51光耦合。
透镜组14在BS12与MMI40之间配置于本振光L1的光路上。透镜组14将由BS12分支后的本振光L1朝向MMI40的本振光导入口41会聚。透镜组15配置于BS12与本振光导入口51之间。具体而言，透镜组15在反射器13与MMI50之间配置于本振光L2的光路上。透镜组15将由BS12分支并在反射器13处反射后的本振光L2朝向MMI50的本振光导入口51会聚。由BS12分支后的本振光L2经由反射器13而由透镜组15会聚，本振光L1直接从BS12的输出侧由透镜组14会聚。从由BS12分支起到到达透镜组15为止的本振光L2的光路长度比从由BS12分支起到到达透镜组14为止的本振光L1的光路长度长。也就是说，从BS12到反射器13为止的本振光L2的光路长度和从BS12到透镜组15为止的本振光L2的光路长度的总和比从BS12到透镜组14为止的本振光L1的光路长度长。本振光L1、L2的光路长度差相当于从BS12到反射器13的光路长度的量，例如是2mm。
从由信号光输入端口6输入起到到达透镜组24为止的信号光N2的光路长度比从由本振光输入端口5输入起到到达透镜组14为止的本振光L1的光路长度长与信号光N1、N2的上述光路长度差相同的量。另一方面，从由信号光输入端口6输入起到到达透镜组23为止的信号光N1的光路长度比从由本振光输入端口5输入起到达到透镜组15为止的本振光L2的光路长度短与本振光L1、L2的上述光路长度差相同的量。
透镜组14具有相对地接近MMI40而配置的透镜14a和相对地离开MMI40而配置的透镜14b。透镜组15具有相对地接近MMI50而配置的透镜15a和相对地离开MMI50而配置的透镜15b。这样，通过将透镜14a、15a和透镜14b、15b组合而设为聚光透镜，能够提高本振光L1、L2相对于MMI40、50的小的本振光导入口41、51的光耦合效率。
透镜组14、15补偿两个本振光L1、L2的从BS12到各本振光导入口41、51的光学长度之差。具体而言，透镜组14、15补偿从分支起到到达透镜组14、15为止产生的本振光L1、L2的光学长度差(换言之，直到到达各本振光导入口41、51为止的本振光L1、L2的时间差)。为此，透镜组14的光轴方向的平均折射率比透镜组15的光轴方向的平均折射率大。例如，透镜组14的光轴方向的平均折射率可以为透镜组15的光轴方向的平均折射率的1.2倍以上且2.6倍以下。透镜组14的光轴方向的厚度比透镜组15的光轴方向的厚度厚。
透镜15a的折射率比透镜14a的折射率小。例如，透镜14a的材料与透镜23a相同(例如是硅)，透镜14a的折射率与透镜23a的折射率相同(例如是3.5)。透镜15a的材料与透镜24a相同(例如是玻璃)，透镜15a的折射率与透镜24a的折射率相同(例如是1.5以上且1.8以下)。换言之，透镜14a的折射率比透镜24a的折射率大，透镜23a的折射率比透镜15a的折射率大。不过，透镜14a的材料只要是具有比透镜15a的材料大的折射率的材料即可，也可以与透镜23a的材料不相同。透镜15a的材料也可以与透镜24a的材料不相同。在本实施方式中，透镜14b、15b的材料与透镜15a的材料相同(例如是玻璃)，透镜14b、15b具有与透镜15a的折射率相同的折射率。在透镜组14中，也可以是，透镜14a的材料是玻璃，透镜14b的材料是硅。
如图4A及图4B所示，透镜15a的光轴方向的厚度D3比透镜14a的光轴方向的厚度D4小。由此，从BS12到本振光导入口41、51的各自为止的光学长度(光前进的距离)实质上相同。作为一例，厚度D3与厚度D1相同(即0.78mm)，厚度D4与厚度D2相同(即0.96mm)。换言之，厚度D2比厚度D3大，厚度D4比厚度D1大。
通过上述的结构，在本实施方式中，透镜组23的光轴方向的折射率比透镜组15的光轴方向的折射率大，透镜组14的光轴方向的折射率比透镜组24的光轴方向的折射率大。透镜组23的光轴方向的厚度比透镜组15的光轴方向的厚度厚，透镜组14的光轴方向的厚度比透镜组24的光轴方向的厚度厚。
由此，透镜组23、15补偿从输入起到到达信号光导入口52的信号光N1的光学长度与从输入起到到达本振光导入口51的本振光L2的光学长度之差。同样，透镜组24、14补偿从输入起到到达信号光导入口42的信号光N2的光学长度与从输入起到到达本振光导入口41的本振光L1的光学长度之差。这是因为，如图4A所示，通过使用由硅构成的高折射率的透镜，与以往的玻璃透镜相比，能够使光学长度变长。光前进的距离(光学长度)不是物理的长度，而是“折射率×(物理的)长度”。因而，光因通过由折射率比玻璃高的硅构成的透镜内而前进了物理的长度以上的距离。换言之，在由硅构成的透镜内，光延迟(光前进的距离变长)。
透镜14a、15a的通过光轴的截面的形状互相不同。在本实施方式中，透镜15a的入射侧的面是半径R31的球面，透镜14a的入射侧的面是比半径R31大的半径R41的球面。透镜15a的出射侧的面是半径R32的球面，透镜14a的出射侧的面是比半径R32小的半径R42的球面。在本实施方式中，以使相对于本振光导入口41、51的本振光L1、L2的光耦合效率成为相同程度的方式分别设定半径R31、R32、R41、R42。作为一例，半径R31与半径R11相同(即0.565mm)，半径R41与半径R21相同(即0.596mm)。半径R32与半径R12相同(即0.404mm)，半径R42与半径R22相同(即0.401mm)。不过，透镜14a、15a的与光轴方向正交的面的形状也可以相同。
返回图1～图3，MMI40包含多模干涉波导(MMI波导)和光耦合于该波导的光电二极管(PD)。MMI波导例如是形成于InP基板上的波导，使输入到本振光导入口41的本振光L1和输入到信号光导入口42的信号光N2干涉，将信号光N2中包含的信息分离并解调成与本振光L1的相位一致的相位成分和与本振光L1的相位相差90°的相位成分。即，MMI40关于信号光N2解调两个独立的信息。同样，MMI50包含MMI波导和光耦合于该波导的PD。MMI波导是形成于InP基板上的波导，使输入到本振光导入口51的本振光L2和输入到信号光导入口52的信号光N1干涉，解调两个互相独立的信息。虽然未图示，但图1的光模块也能够采用MMI40和MMI50集成为一个而构成的光半导体元件。
如图1及图2所示，这些光学系统及MMI40、50经由基体4(设置部)而搭载于壳体2的底面2c上。在底面2c上搭载有搭载对解调后的信息进行处理的电路的电路基板46、56。上述的透镜组14、15、23、24的各透镜设置于基体4上。如图5所示，各透镜相对于基体4的接触面4s粘接并固定于基体4。基体4由具有透镜所使用的多个材料的中间线膨胀系数的材料构成。在此，本实施方式中的透镜14b、15a、15b、23b、24a、24b的材料即玻璃的线膨胀系数为6.2×10-6/K以上且8.2×10-6/K以下(例如，7.2×10-6/K)，透镜14a、23a的材料即硅的线膨胀系数为3.4×10-6/K以上且4.0×10-6/K以下(例如，3.8×10-6/K)。在本实施方式中，基体4由线膨胀系数为4.5×10-6/K以上且4.6×10-6/K以下(例如，4.5×10-6/K)的氮化铝(AlN)等绝缘材料构成。作为基体4的材料，也可以使用线膨胀系数为5.1×10-6/K以上且5.3×10-6/K(例如，5.3×10-6/K)的莫来石(Al6O13Si2)。在这些材料中，从抑制制造成本(例如材料费、加工费等)的增大的观点来看，材料可以是氮化铝。
壳体2在与前壁2a相反的一侧具有后壁2b。壳体2具有从连接前壁2a和后壁2b的两个侧壁到后壁2b连续设置的馈通部(feed through)61。在后壁2b的馈通部61设置有多个信号输出端子65，由MMI40、50解调后的4个独立信息在集成电路43、53中被信号处理后，经由这些信号输出端子65而被向相干接收器1的外部引导。在集成电路43、53安装有放大器。在两个侧壁设置有别的端子66、67。端子66、67将用于驱动MMI40、50的信号、用于驱动各光部件的信号之类的DC或低频的信号向壳体2内部提供。集成电路43、53分别安装于包围MMI40、50的电路基板46、56的各自上。而且，在这些电路基板46、56上安装电阻元件、电容元件，另外，根据需要而安装DC/DC变换器。
相干接收器1还具备可变光衰减器(VOA)31、BS32及监视器用PD33。VOA31及BS32配置于PBS21与信号光输入端口6之间的信号光N0的光路上。BS32将从信号光输入端口6输入的信号光N0的一部分分离。分离后的一部分信号光N0向监视器用PD33输入。监视器用PD33生成与该一部分信号光N0的强度对应的电信号。
VOA31将通过了BS32的信号光N0根据需要而衰减。衰减度由来自相干接收器1的外部的电信号控制。例如，在基于来自上述的监视器用PD33的电信号而检知到过输入状态的情况下，增大VOA31的衰减度，减小朝向MMI40、50的信号光N1、N2的强度。BS32、VOA31及监视器用PD33固定于在壳体2的底面2c搭载的VOA托板30上。VOA托板30在形成台阶的上下两个面搭载这些光部件。具体而言，在一个面搭载BS32及监视器用PD33，在另一个面搭载VOA31。
对以上说明的相干接收器1的作用效果进行说明。在本实施方式的相干接收器1中，从由PBS21分支起到到达透镜组24(具体而言，透镜24b)为止的信号光N2的光路长度比从由PBS21分支起到到达透镜组23(具体而言，透镜23a)为止的信号光N1的光路长度长。即，在信号光N1、N2中产生了光路长度差。
在此，参照图13A及图13B，对比较例的相干接收器1X、1Y进行说明。图13A是概略地示出相干接收器1X的俯视图。图13B是概略地示出相干接收器1Y的俯视图。相干接收器1X、1Y的信号光光学系统取代透镜23a而分别具备透镜23X、23Y，取代透镜24a而分别具备透镜24X、24Y。透镜23X、24X的材料互相相同(例如是玻璃)。在相干接收器1X、1Y中，分别由透镜23X、23Y向MMI50的信号光导入口52会聚信号光N1，由透镜24X、24Y向MMI40的信号光导入口42会聚信号光N2。在图13A及图13B中，关于本振光光学系统及其他的光学部件省略图示。
在相干接收器1X中，也与相干接收器1同样，从分支起到到达透镜24X为止的信号光N2的光路长度比从分支起到到达透镜23X为止的信号光N1的光路长度长。即，在信号光N1、N2中产生了光路长度差。因而，需要补偿由该光路长度差引起的光学长度差。
为了补偿上述的光学长度差，相干接收器1X还具备畸变调整元件26。由此，部件件数多，成为器件的大型化的原因。相干接收器1Y不具备畸变调整元件26。在相干接收器1Y中，为了补偿光学长度差，MMI50的信号光导入口52配置于比MMI40的信号光导入口42靠后方侧处。由此，器件会进一步大型化。
相对于此，在相干接收器1中，透镜组23的光轴方向的平均折射率比透镜组24的光轴方向的平均折射率大。由此，通过信号光N2通过透镜组24且信号光N1通过透镜组23，信号光N1、N2的光学长度实质上相同。因而，能够将向MMI40输入的信号光N2与向MMI50输入的信号光N1之间的光学长度差利用透镜组23、24来补偿。因此，能够省略用于补偿该光学长度差的调整部件，能够削减部件件数。本实施方式中的信号光光学系统不具备用于补偿上述的光学长度差的调整部件(例如畸变调整元件26)，因此能够将器件小型化。
在相干接收器1中，MMI40、50是90度光混频集成型的受光元件。MMI40具有本振光导入口41，从本振光导入口41输入本振光L1，MMI50具有本振光导入口51，从本振光导入口51输入本振光L2。相干接收器1还具备输入信号光N0的信号光输入端口6、输入本振光L0的本振光输入端口5、将本振光L0分支成本振光L1、L2的BS12、配置于BS12与本振光导入口41之间且朝向本振光导入口41会聚第一本振光的透镜组14及配置于BS12与本振光导入口51之间且朝向本振光导入口51会聚本振光L2的透镜组15。从BS12到透镜组15为止的本振光L2的光路长度比从BS12到透镜组14为止的本振光L1的光路长度长。透镜组14的光轴方向的平均折射率比透镜组15的光轴方向的平均折射率大。根据该结构，能够利用透镜组14、15来补偿本振光L1、L2的光学长度差。因此，也能够省略用于补偿该光学长度差的调整部件，能够进一步削减部件件数。
在相干接收器1中，透镜组14的折射率比透镜组24的光轴方向的折射率大。从由信号光输入端口6输入起到到达透镜组24为止的信号光N2的光路长度比从由本振光输入端口5输入起到到达透镜组14为止的本振光L1的光路长度长。透镜组14的光轴方向的折射率比透镜组24的光轴方向的折射率大。根据该结构，能够利用透镜组14、24来补偿信号光N2与本振光L1之间的光学长度差。因此，能够省略用于补偿该光学长度差的调整部件，并使向MMI40输入的信号光N2及本振光L1成为适合于光耦合的状态。
在相干接收器1中，透镜组24由利用玻璃构成的一个或多个透镜24a构成，透镜组23包含由硅构成的至少一个透镜23a。硅相对于玻璃特别具有大的折射率。因此，根据该结构，容易构成能够抑制透镜23a的厚度D2与透镜24a的厚度D1之差变大并补偿光学长度差的透镜组23、24。
具体而言，在省略用于补偿信号光N1、N2的光学长度差的畸变调整元件而利用透镜组23、24来补偿光学长度差的情况下，需要使厚度D2比厚度D1大。例如，在本实施方式中，为了补偿2mm的光学长度差，使透镜23a(由硅构成的透镜)的厚度D2比透镜24a(由玻璃构成的透镜)的厚度D1大0.18mm。
另一方面，对于透镜23a，为了确保MMI50的信号光导入口52处的充分的光耦合效率，也被要求使与由透镜24a向信号光导入口42会聚的信号光N2相同程度的照度的信号光N1向信号光导入口52会聚的功能。然而，在增大了厚度D2的情况下，若仍使透镜23a的通过光轴的截面的形状与透镜24a的通过光轴的截面的形状相同，则信号光N1的焦点位于透镜23a的内部等，难以使与由透镜24a向信号光导入口52会聚的信号光N2相同程度的照度的信号光N1向信号光导入口42会聚(参照图10)。由此，也可认为会使透镜23c与MMI40的光耦合效率下降。
相对于此，在相干接收器1中，透镜24a的入射侧的面是半径R11的球面，透镜23a的入射侧的面是比半径R11大的半径R21的球面。透镜24a的出射侧的面是半径R12的球面，透镜23a的出射侧的面是比半径R12小的半径R22的球面。例如，在将由2mm的光路长度差引起的光学长度差利用透镜23a、24a来补偿的情况下，半径R11是0.565mm，半径R21是0.596mm。半径R12是0.404mm，半径R22是0.401mm。
在此，图6是实测了由透镜24a会聚的光的位置与照度的关系的坐标图。图7是实测了由透镜23a会聚的光的位置与照度的关系的坐标图。在图6及图7的各坐标图中，横轴是与各透镜的光轴垂直的方向上的与光轴的相对距离(xμm)，纵轴是各信号光导入口(y＝0.000μm)处的N1、N2的照度。在图6的坐标图中，斯特列尔比是0.883。在图7的坐标图中，斯特列尔比是0.998。
如图6及图7所示，可知：根据该结构，透镜23a、24a在各光轴方向上的互相对应的位置处，能够以同等的照度进行光耦合。由此，可知：透镜23a具有使与由透镜24a向信号光导入口52会聚的信号光N1相同程度的照度的信号光N2向信号光导入口42会聚的功能。因此，能够在MMI40的信号光导入口42处确保充分的光耦合效率。
在相干接收器1中，各透镜配置于基体4上。在此，若各透镜的材料的线膨胀系数和基体4的材料的线膨胀系数大幅不同，则有时会因热的影响而在各透镜及基体4之间产生应力，在各透镜产生应变。也可认为，通过这样的应变，若在各透镜与MMI40、50的相对的位置关系中产生偏差，则在光耦合状态中产生差。也存在各透镜及基体4的固定强度下降的情况。
图8A～图8C是用于说明图4A所示的透镜24a的应力分布状态的图。图8A示出了搭载于由线膨胀系数为7.8×10-6/K的氧化铝构成的构件上的透镜24a的应力分布状态。图8B示出了搭载于由氮化铝构成的构件上的透镜24a的应力分布状态。图8C示出了搭载于由线膨胀系数为5.3×10-6/K的莫来石(Al6O13Si2)构成的构件上的透镜24a的应力分布状态。在图8A～图8C中，作为应力而示出了范式等效(Von Mises)应力。颜色越深的部分表示应力越大(参照图8C)。从图8A、图8B及图8C可知：在搭载于由氧化铝构成的构件上的透镜24a中产生的应力最小。因此，可知：在基体4由氧化铝构成的情况下，不容易产生由透镜24a与基体4的热膨胀率之差引起的应力。
另一方面，图9A～图9C是用于说明图4B所示的透镜23a的应力分布状态的图。图9A示出了搭载于由氧化铝构成的构件上的透镜23a的应力分布状态。图9B示出了搭载于由氮化铝构成的构件上的透镜23a的应力分布状态。图9C示出了搭载于由莫来石构成的构件上的透镜23a的应力分布状态。在图9A～图9C中也作为应力而示出了范式等效(Von Mises)应力。颜色越深的部分表示应力越大(参照图9C)。从图9A、图9B及图9C可知：在搭载于由氧化铝构成的构件上的透镜23a中产生的应力最大。因此，从图8A、图8B、图8C、图9A、图9B及图9C可知：在假设基体4由氧化铝构成的情况下，容易产生由透镜23a与基体4的热膨胀率差引起的应力。
相对于此，在相干接收器1中，各透镜配置于由氮化铝构成的基体4上。氮化铝具有玻璃与硅之间的中间线膨胀率。因此，各透镜与基体4之间的应力被减少。由此，能够抑制在光耦合状态中产生差，并且能够抑制各透镜及基体4的固定强度的下降。从图8B可知：在基体4由氮化铝构成的情况下，也不容易产生由透镜24a与基体4的热膨胀率差引起的应力。从图9A及图9B可知：与基体4由氧化铝构成的情况相比，能够将向透镜23a施加的应力减少至一半左右。
以上的实施方式对本公开的光模块的一实施方式进行了说明。本发明的光模块能够设为任意变更了上述的相干接收器1的光模块。
例如，透镜组14、23分别具有透镜14a及23a，但不限定于此。图10是变形例的透镜14c、23c的俯视图。透镜组14也可以取代透镜14a而具有透镜14c。透镜组23也可以取代透镜23a而具有透镜23c。透镜14c的厚度D5比透镜15a的厚度D3大，例如与厚度D4相同(即0.96mm)。透镜23c的厚度D6比透镜24a的厚度D1大，例如与厚度D2相同(即0.96mm)。
另一方面，透镜14c、23c的通过光轴的截面的形状与透镜15a、24a的通过光轴的截面的形状相同。在本变形例中，透镜14c的入射侧的面是半径R51的球面，透镜23c的入射侧的面是半径R61的球面。半径R51、R61与半径R11、R31分别相同(即0.565mm)。透镜23c的出射侧的面是半径R52的球面，透镜14c的出射侧的面是半径R62的球面。半径R52、R62与半径R12、R32分别相同(即0.404mm)。
在该情况下，如图10所示，本振光L1的焦点位于透镜14c的内部，信号光N1的焦点位于透镜23c的内部。即使是这样的情况，也能够实现基于透镜14c的本振光L1向MMI50的光耦合及基于透镜23c的信号光N1向MMI40的光耦合。
作为第三聚光部的透镜组14及作为第四聚光部的透镜组15也可以分别具有3个以上的透镜。或者，第三聚光部也可以仅由透镜14a构成，第四聚光部也可以仅由透镜15a构成。同样，透镜组23、24分别具有了透镜23a、23b及24a、24b，但不限定于此。作为第二聚光部的透镜组23及作为第一聚光部的透镜组24也可以分别具有3个以上的透镜。或者，第二聚光部也可以仅由透镜23a构成，第一聚光部也可以仅由透镜24a构成。
图11是概略地示出变形例的相干接收器1A的俯视图。图12是将图11的由双点划线包围的部分放大示出的立体图。相干接收器1A取代基体4而具备基体4A。相干接收器1A的本振光光学系统取代透镜组14而具备透镜14a，取代透镜组15而具备透镜15a。相干接收器1A的信号光光学系统取代透镜组23而具备透镜23a，取代透镜组24而具备透镜24a。相干接收器1A在其他方面可以与相干接收器1同样地构成。以下，在与相干接收器1的不同点上进行说明。
在变形例中，第三聚光部仅由透镜14a构成，第四聚光部仅由透镜15a构成。第二聚光部仅由透镜23a构成，第一聚光部仅由透镜24a构成。基体4A具有设置部44(第一设置部)和设置部45(第二设置部)。设置部44是大致矩形的板状构件，具有主面44a、前方侧的侧面44b及后方侧的侧面44c。在侧面44c形成有在基体4A的厚度方向上贯通并朝向前方凹陷的两个凹陷。设置部45包含设置构件45a、45b。如图11所示，设置构件45a嵌入于设置部44的一方的凹陷。在图11中，省略了MMI40的图示。设置构件45b嵌入于设置部44的另一方的凹陷。
如图11及图12所示，透镜23a配置于设置构件45a上，透镜14a设置于设置构件45b上。透镜15a、24a设置于设置部44的主面44a上。在主面44a上也搭载有其他的光学部件。设置部44由具有与透镜15a、24a的材料的线膨胀系数(第一线膨胀系数)相近的线膨胀系数(第三线膨胀系数)的材料构成。设置部45由具有与透镜14a、23a的材料的线膨胀系数(第二线膨胀系数)相近的线膨胀系数(第四线膨胀系数)的材料构成。
在此，设置部44的材料的线膨胀系数与透镜15a、24a的材料的线膨胀系数之差的绝对值比设置部45的材料的线膨胀系数与透镜15a、24a的材料的线膨胀系数之差的绝对值小，设置部45的材料的线膨胀系数与透镜14a、23a的材料的线膨胀系数之差的绝对值比设置部44的材料的线膨胀系数与透镜14a、23a的材料的线膨胀系数之差的绝对值小。在该情况下，即使因热的影响等而各构件膨胀，也能够抑制可靠性的下降。
例如，设置部44的材料的线膨胀系数与透镜15a、24a的材料的线膨胀系数之差为-1.4×10-6/K以上且23×10-6/K以下。设置部45的材料的线膨胀系数与透镜14a、23a的材料的线膨胀系数之差在硅和氮化铝的情况下为0.5×10-6/K以上1.2×10-6/K以下，在硅和莫来石的情况下为1.1×10-6/K以上且1.9×10-6/K以下。作为一例，透镜15a、24a的材料是玻璃，透镜14a、23a的材料是硅，设置部44的材料是氧化铝，设置部45的材料是氮化铝或莫来石。氧化铝具有与玻璃的线膨胀系数相近的线膨胀系数，氮化铝及莫来石具有与硅的线膨胀系数相近的线膨胀系数。氧化铝的线膨胀系数为6.8×10-6/K以上且8.5×10-6/K以下(例如，7.8×10-6/K)。因此，根据该结构，在因热的影响等而各构件膨胀时，能够充分抑制可靠性的下降。
在相干接收器1A中也是，由于透镜23a的光轴方向的折射率也比透镜24a的光轴方向的折射率大，所以与相干接收器1同样，能够省略用于补偿向MMI40输入的信号光N2与向MMI50输入的信号光N1之间的光学长度差的调整部件，能够削减部件件数。由于透镜14a的光轴方向的折射率比透镜15a的光轴方向的折射率大，所以与相干接收器1同样，也能够省略用于补偿本振光L1、L2的光学长度差的调整部件。由于透镜14a的光轴方向的折射率比透镜24a的光轴方向的折射率大，所以能够省略如上所述的调整部件并使向MMI40输入的信号光N2及本振光L1合适地光耦合。
标号说明
1、1A、1X、1Y…相干接收器
2…壳体
2a…前壁
2b…后壁
2c…底面
4、4A…基体(设置部)
4s…接触面
5…本振光输入端口
6…信号光输入端口
11…偏光器
12…BS(第二光分支元件)
13…反射器(第二反射元件)
14…透镜组(第三聚光部)
14a…透镜
14b…透镜
15…透镜组(第四聚光部)
15a…透镜
15b…透镜
21…PBS(第一光分支元件；光分支元件)
22…反射器(第一反射元件)
23…透镜组(第二聚光部)
23a…透镜(第二透镜)
23b…透镜
23X…透镜
24…透镜组(第一聚光部)
24a…透镜(第一透镜)
24b…透镜
25…λ/2板
26…畸变调整元件
30…VOA托板
31…可变光衰减器
32…BS
33…监视器用PD
35…偏波保持光纤
36…单模光纤
40…MMI(第一元件)
41…本振光导入口(第三导入口)
42…信号光导入口(第一导入口)
43…集成电路
44…设置部(第一设置部)
44a…主面
44b、44c…侧面
45…设置部(第二设置部)
45a、45b…设置构件
46…电路基板
50…MMI(第二元件)
51…本振光导入口(第四导入口)
52…信号光导入口(第二导入口)
53…集成电路
56…电路基板
61…馈通部
65…信号输出端子
66…端子
67…端子
D1～D4…厚度
R11、R12、R21、R22、R31、R32、R41、R42…半径
L0…本振光
L1…本振光(第一本振光)
L2…本振光(第二本振光)
N0…信号光
N1…信号光(第二偏光成分；第二光成分)
N2…信号光(第一偏光成分；第一光成分)

Claims (16)

1.一种光模块，具备：
第一光分支元件，将包含各自的偏光方向互相正交的第一偏光成分及第二偏光成分的信号光分支成所述第一偏光成分和所述第二偏光成分；
第一元件，具有第一导入口，从所述第一导入口输入所述第一偏光成分；
第二元件，具有第二导入口，从所述第二导入口输入所述第二偏光成分；
第一聚光部，配置于所述第一光分支元件与所述第一导入口之间，朝向所述第一导入口会聚所述第一偏光成分；及
第二聚光部，配置于所述第一光分支元件与所述第二导入口之间，朝向所述第二导入口会聚所述第二偏光成分，
从所述第一光分支元件到所述第一聚光部为止的所述第一偏光成分的光路长度比从所述第一光分支元件到所述第二聚光部为止的所述第二偏光成分的光路长度长，
所述第二聚光部的光轴方向的平均折射率比所述第一聚光部的光轴方向的平均折射率大。
2.根据权利要求1所述的光模块，
所述第一元件及所述第二元件是90度光混频集成型的受光元件，
所述第一元件具有第三导入口，从所述第三导入口输入第一本振光，
所述第二元件具有第四导入口，从所述第四导入口输入第二本振光，
所述光模块还具备：
信号光输入端口，输入所述信号光；
本振光输入端口，输入本振光；
第二光分支元件，将所述本振光分支成所述第一本振光和所述第二本振光；
第三聚光部，配置于所述第二光分支元件与所述第三导入口之间，朝向所述第三导入口会聚所述第一本振光；及
第四聚光部，配置于所述第二光分支元件与所述第四导入口之间，朝向所述第四导入口会聚所述第二本振光，
从所述第二光分支元件到所述第四聚光部为止的所述第二本振光的光路长度比从所述第二光分支元件到所述第三聚光部为止的所述第一本振光的光路长度长，
所述第三聚光部的光轴方向的平均折射率比所述第四聚光部的光轴方向的平均折射率大。
3.根据权利要求1或2所述的光模块，
所述第二聚光部的光轴方向的平均折射率为所述第一聚光部的光轴方向的平均折射率的1.2倍以上且2.6倍以下。
4.根据权利要求1所述的光模块，
所述第一聚光部由一个或多个第一透镜构成，该第一透镜由玻璃、水晶、氟化钙及氟化镁的任一者构成，
所述第二聚光部包含至少一个第二透镜，该第二透镜由硅、硒化锌及蓝宝石的任一者构成。
5.根据权利要求1所述的光模块，
还具备设置有所述第一聚光部及所述第二聚光部的设置部，
所述第一聚光部由一个或多个第一透镜构成，该第一透镜由具有第一线膨胀系数的材料构成，
所述第二聚光部包含至少一个第二透镜，该第二透镜由具有与所述第一线膨胀系数不同的第二线膨胀系数的材料构成，
所述设置部包含：
第一设置部，设置有所述第一透镜，由具有第三线膨胀系数的材料构成；及
第二设置部，设置有所述第二透镜，由具有与所述第三线膨胀系数不同的第四线膨胀系数的材料构成，
所述第三线膨胀系数与所述第一线膨胀系数之差的绝对值比所述第四线膨胀系数与所述第一线膨胀系数之差的绝对值小，
所述第四线膨胀系数与所述第二线膨胀系数之差的绝对值比所述第三线膨胀系数与所述第二线膨胀系数之差的绝对值小。
6.根据权利要求4所述的光模块，
设置有所述第一透镜的设置部的材料是氧化铝，
设置有所述第二透镜的设置部的材料是氮化铝或莫来石。
7.根据权利要求1所述的光模块，
所述第二聚光部的所述光轴方向的厚度比所述第一聚光部的所述光轴方向的厚度厚。
8.根据权利要求1所述的光模块，
还具备反射由所述第一光分支元件分支后的所述第一偏光成分的第一反射元件，
由所述第一光分支元件分支后的所述第一偏光成分经由所述第一反射元件而由所述第一聚光部会聚，
所述第二偏光成分直接从所述第一光分支元件的输出侧由所述第二聚光部会聚。
9.根据权利要求1所述的光模块，
从所述第一光分支元件到所述第一导入口为止的光学长度与从所述第一光分支元件到所述第二导入口为止的光学长度实质上相同。
10.根据权利要求2所述的光模块，
所述第四聚光部的所述光轴方向的厚度比所述第三聚光部的所述光轴方向的厚度厚。
11.根据权利要求2或10所述的光模块，
还具备反射由所述第二光分支元件分支后的所述第二本振光的第二反射元件，
由所述第二光分支元件分支后的所述第二本振光经由所述第二反射元件而由所述第四聚光部会聚，
所述第一本振光直接从所述第二光分支元件的输出侧由所述第三聚光部会聚。
12.根据权利要求2所述的光模块，
从所述第二光分支元件到所述第三导入口为止的光学长度与从所述第二光分支元件到所述第四导入口为止的光学长度实质上相同。
13.一种光模块，具备：
光分支元件，将信号光分支成第一光成分和第二光成分；
第一聚光部，将所述第一光成分向第一导入口会聚；及
第二聚光部，将所述第二光成分向第二导入口会聚，
从所述光分支元件到所述第一聚光部为止的所述第一光成分的光路长度比从所述光分支元件到所述第二聚光部为止的所述第二光成分的光路长度长，
所述第二聚光部的光轴方向的平均折射率比所述第一聚光部的光轴方向的平均折射率大。
14.根据权利要求13所述的光模块，
所述第二聚光部的所述光轴方向的厚度比所述第一聚光部的所述光轴方向的厚度厚。
15.根据权利要求13或14所述的光模块，
还具备反射由所述光分支元件分支后的所述第一光成分的反射元件，
由所述光分支元件分支后的所述第一光成分经由所述反射元件而由所述第一聚光部会聚，
所述第二光成分直接从所述光分支元件的输出侧由所述第二聚光部会聚。
16.根据权利要求13所述的光模块，
从所述光分支元件到所述第一导入口为止的光学长度与从所述光分支元件到所述第二导入口为止的光学长度实质上相同。
CN202080005819.0A 2019-07-02 2020-07-01 光模块 Active CN112912779B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-123800 2019-07-02
JP2019123800 2019-07-02
PCT/JP2020/025890 WO2021002402A1 (ja) 2019-07-02 2020-07-01 光モジュール

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112912779A CN112912779A (zh) 2021-06-04
CN112912779B true CN112912779B (zh) 2022-07-19

Family

ID=74100381

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080005819.0A Active CN112912779B (zh) 2019-07-02 2020-07-01 光模块

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20210405307A1 (zh)
JP (1) JP7452802B2 (zh)
CN (1) CN112912779B (zh)
WO (1) WO2021002402A1 (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6607313B1 (en) * 1999-06-23 2003-08-19 Jds Fitel Inc. Micro-optic delay element for use in a polarization multiplexed system
CN102667565A (zh) * 2009-12-22 2012-09-12 恩普乐股份有限公司 透镜阵列以及具备该透镜阵列的光学模块
CN105629402A (zh) * 2014-10-28 2016-06-01 住友电气工业株式会社 准直光束与光波导的光耦合增效的透镜系统
WO2016143725A1 (ja) * 2015-03-09 2016-09-15 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 コヒーレントレシーバ

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5208648A (en) * 1991-03-11 1993-05-04 International Business Machines Corporation Apparatus and a method for high numerical aperture microscopic examination of materials
US5220403A (en) * 1991-03-11 1993-06-15 International Business Machines Corporation Apparatus and a method for high numerical aperture microscopic examination of materials
JPH0682723A (ja) * 1992-09-01 1994-03-25 Hitachi Ltd 投写型テレビジョン装置
JP3445121B2 (ja) * 1997-10-24 2003-09-08 キヤノン株式会社 マトリクス基板と液晶表示装置及びこれを用いるプロジェクター
US7127174B2 (en) * 2001-11-16 2006-10-24 Oplink Communications, Inc. Hybrid-integrated high-speed OTDM module
EP2088123A1 (en) * 2006-11-10 2009-08-12 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Si-O CONTAINING HYDROGENATED CARBON FILM, OPTICAL DEVICE INCLUDING THE SAME, AND METHOD FOR MANUFACTURING THE Si-O CONTAINING HYDROGENATED FILM AND THE OPTICAL DEVICE
WO2013160890A1 (en) * 2012-04-23 2013-10-31 Ben-Gurion University Of The Negev Research & Development Authority True-spectroscopic dual mode high resolution full-field optical coherence tomography using liquid crystal devices
EP3130950A1 (de) 2015-08-10 2017-02-15 Multiphoton Optics Gmbh Strahlumlenkelement sowie optisches bauelement mit strahlumlenkelement
JP2017107131A (ja) 2015-12-11 2017-06-15 株式会社ニコン 表示装置
US9791640B2 (en) * 2016-03-14 2017-10-17 Te Connectivity Corporation Interposer with separable interface
JP6678510B2 (ja) * 2016-05-11 2020-04-08 古河電気工業株式会社 光導波路素子
JP6922501B2 (ja) * 2017-07-14 2021-08-18 住友電気工業株式会社 コヒーレント光受信モジュール及びその製造方法
US11307097B1 (en) * 2020-10-13 2022-04-19 Abb Schweiz Ag Technologies for high resolution and wide swath spectrometer

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6607313B1 (en) * 1999-06-23 2003-08-19 Jds Fitel Inc. Micro-optic delay element for use in a polarization multiplexed system
CN102667565A (zh) * 2009-12-22 2012-09-12 恩普乐股份有限公司 透镜阵列以及具备该透镜阵列的光学模块
CN105629402A (zh) * 2014-10-28 2016-06-01 住友电气工业株式会社 准直光束与光波导的光耦合增效的透镜系统
WO2016143725A1 (ja) * 2015-03-09 2016-09-15 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 コヒーレントレシーバ

Also Published As

Publication number Publication date
CN112912779A (zh) 2021-06-04
US20210405307A1 (en) 2021-12-30
JP7452802B2 (ja) 2024-03-19
JPWO2021002402A1 (zh) 2021-01-07
WO2021002402A1 (ja) 2021-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111512218B (zh) 光学模块及其组装方法
US10345540B2 (en) Method and system for coupling a light source assembly to an optical integrated circuit
US20200144790A1 (en) Silicon photonics based tunable laser
WO2012032769A1 (ja) 光モジュール
US10613281B2 (en) Method and system for coupling a light source assembly to an optical integrated circuit
JP6696159B2 (ja) 光受信器
CA2688752C (en) Detector module
CN113424087A (zh) 光模块
US20140078508A1 (en) Optical module
CN112912779B (zh) 光模块
CN110719132B (zh) 用于调整光源的方法
JP2012203334A (ja) 光学素子
US11333832B2 (en) Optical functional device
CN108292020B (zh) 光学接收器及其装配方法
CN110651210B (zh) 光合波器
CN107250849B (zh) 集成棱镜和配置集成棱镜的方法
JP2021189227A (ja) 光変調器
US20090303491A1 (en) Delay interferometer
JP6696180B2 (ja) 光受信器
JP7054068B2 (ja) 光制御素子とそれを用いた光変調デバイス並びに光送信装置
JP7172803B2 (ja) 光デバイス及びそれを用いた光送受信装置
JP2017097293A (ja) 光モジュールの組立方法および光受信器の組立方法
JP2016142809A (ja) 光変調器
WO2022253405A1 (en) A photonic interposer, a photonic arrangement and a method for manufacturing a photonic interposer
JP2014052533A (ja) 光受信モジュール

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant